常見硫化質量缺陷及對策

在橡膠硫化過程中，有時會出現噴霜；氣泡；橡膠表面發粘；炸邊、飛邊厚；焦邊：分型處打皺并裂開；分層；發泡孔徑不均勻等硫化質量缺陷，下面對硫化質量缺陷以及相對應的對策進行分析。

一、噴霜

橡膠噴霜是由于橡膠內部配合劑達到過飽和狀態后，橡膠近表層的配合劑首先析出，再由內層向表層遷移析出，當配合劑在橡膠中降低到其飽和狀態時，析出過程才結束。使配合劑達到過飽和狀態，導致橡膠噴霜的主要原因有:膠料配方設計不當，工藝操作不妥，原材料質量波動，貯存條件差，制品欠硫、制品老化等。在趨于飽和狀態過程中，超量使用的、不能溶解的配合劑便要析出，而在橡膠表面形成噴霜。

對策：

1、配方設計不當引起的噴霜：容易造成噴霜的配合劑有硫化劑硫黃，由于硫黃在橡膠中的溶解度隨溫度升高而增大，硫黃溶解度增大，其在橡膠中的溶解速度加快，就容易引起分布不均，使得硫黃在膠料中局部含量多，局部含量少。待膠料冷卻后，硫黃在膠料中的溶解度下降，膠料中局部含量過多的硫黃，便達到過飽和狀態，就造成噴霜，此種噴霜也稱噴硫。容易引起噴霜的促進劑:二硫化二苯并噻唑(DM)、二硫化四秋蘭姆(TMTD)、2一硫醇基苯并噻唑(M)、一硫化四秋蘭姆(TMTM)、乙撐硫脲(NA 22)等。

2、原材料質量波動引起噴霜：

不同的配合劑在同一種生膠中有著不同的溶解度，同一種配合劑在不同的生膠中也有著不同的溶解度，就是在同一類生膠中，由于其共聚組分比不同、門尼粘度等不同規格中同一配合劑的溶解度也不同，即使產品樣本上數據幾乎相同的生膠，因生產廠家所采取的工藝不同、合成單體的差異、制造批量的不同，而使同一配合劑的溶解度也不同.

由于配合劑在生膠中的溶解度主要取決于生膠和配合劑的結構與性能，那么生膠質量發生波動就會影響配合劑的溶解度。如果造成配合劑溶解度下降，便會發生噴霜現象。

配合劑質量發生波動就會引起其純度、水分、灰分、pH值、物理性能等發生變化，這些因素影響著其在橡膠中的溶解度。如果溶解度下降，配合劑便會發生噴霜。

3、儲存條件的影響：

配合劑在橡膠中的溶解度除與配合劑和生膠兩者的化學結構、極性、結晶性、分子量大小及分布、溶解度或溶解度參數等有關外，還與貯存時的溫度、壓力、濕度、時間有關。

配合劑在橡膠中的溶解度一般都是隨著溫度的升降而升降。因此，橡膠在儲存和使用時的溫度高于標準溫度，配合劑的用量就可能達到用量;而在低于標準溫度時就不能用到用量，否則橡膠表面就會出現噴霜。

橡膠儲存時所受的壓力、周圍空氣的濕度以及時間對配合劑的溶解度也有影響，一般情況下影響不大。但是，如果壓力較大，受壓部位橡膠中的配合劑就會形成晶核，析出于橡膠表面，形成噴霜;如果空氣的濕度過大，橡膠中極性大的配合劑對生膠(非極性)的作用減弱，配合劑溶解度下降，從而導致噴霜;儲存時間越長，橡膠表面噴霜越明顯，由于儲存環境中空氣的溫度和濕度隨著季節的變化而不同，并且差別較大，極易造成配合劑的溶解度發生變化，從而導致噴霜。

4、橡膠老化：橡膠老化大都導致硫化膠完整的均衡的網狀結構發生破壞，從而也破壞了橡膠體系內各種配合劑與生膠分子以及配合劑之間的化學的或物理的結合，降低了配合劑在橡膠體系內的溶解度。因此，那些局部處于過飽和狀態的配合劑便會從橡膠中游離析出，形成噴霜。

5、欠硫導致的噴霜：

配合劑在橡膠中的溶解度隨著制品硫化程度的深淺而不同。一般在制品達到正硫化時配合劑則達到溶解度。這是因為在硫化交聯過程中化學鍵(C－Sx－C、C－S-C、C－C、C－O-C等)的形成，加強了配合劑與生膠分子之間以及配合劑之間的化學結合或物理結合過程，這有利于配合劑在橡膠中的溶解;其次配合劑參與化學鍵形成的反應或其它副反應，減少了配合劑的含量，降低了配合劑的濃度。所以，制品欠硫就會導致配合劑的溶解度下降使橡膠表面出現噴霜。

通過延長硫化時間，提高硫化溫度等來提高硫化程度，避免制品欠硫而造成噴霜。

容易噴霜的橡膠：

極性大的膠種如橡膠、氯丁橡膠與極性較大的防老劑有較好的相容性,而非極性橡膠如順丁橡膠和天然橡膠與胺類防老劑相容性則較差。防老劑在橡膠中的溶解度越低,越容易產生噴霜。

在EPDM中：TMTD很容易噴霜，如用TRA代替半量則很少噴霜，若于TETA（三乙烯四胺））并用則更少出現噴霜。TMTD+M硫化體系易噴霜，用促進劑BZ、CZ、TE（二硫化苯基秋蘭姆）、EZ、NOBS、DM等并用可以解決噴霜問題。

BZ/FeMDC（TTFe）在各種橡膠當中,乙丙橡膠的噴霜現象較為突出,其原因是乙丙橡膠的不飽和度低、極性小,各種硫化劑、促進劑、防老劑在乙丙橡膠或EPDM中的溶解度都較低,容易發生噴霜現象,通過多種促進劑的適當并用可以解決這一問題。通常,結晶性化合物或在橡膠中高溫與低溫溶解度差異大的配合劑,容易發生噴霜,而非結晶性化合物和不溶于橡膠的促進劑不發生噴霜。

丁基橡膠與乙丙橡膠結構相似,屬于非極性飽和膠,容易發生噴霜現象。

二、氣泡

序號

原因分析

解決方法

1

硫化不充分，導致制品表面有氣泡，割開其內部呈蜂窩狀海綿狀

延長硫化時間、提高硫化溫度；保證硫化有足夠的壓力或調整配方提高硫化速度

2

橡膠-金屬粘接不良引起粘結部位有殘留氣體

涂好膠粘劑的骨架表面被污染需清理干凈；膠粘劑需徹底干燥

3

有氣體裹入膠料，氣體不易排除，隨膠料一起硫化，從而在制品表面出現氣泡

改進開煉機混煉膠工藝，避免氣體混入膠料

4

橡膠配方中有易揮發物

適當調節硫化條件溫度不易太高；使用的原料水分超標或混煉膠中水分過多，必要時需進行干燥；減少使用沸點低的增塑劑、填充劑、軟化劑。

三、橡膠表面發粘

模溫過低；膠料配方不佳(如內在脫模劑份量少)；骨架膠粘劑未徹底干燥。

橡膠表面發粘表現為產品橡膠部分表面存在海綿狀或明顯的沾性突起物。

對策：

1、模具型腔局部滯留氣體，從而影響傳熱和膠料受熱硫化：

①對模具進行抽真空，保證膠料進入型腔處于真空狀態。確保抽真空完好，以抽出模具內的氣體；

②增加模具合模后放氣次數；

③在模具上設置排氣槽或溢膠槽。

2、模具型腔不對稱，有死角，傳熱不均導致硫化不均勻：

①調整膠料配方，使用硫化曲線平坦期長的膠料；

②調節硫化條件，延長硫化時間或提高硫化溫度。

3、膠料壓出或壓延夾入氣體：改進壓出、延壓條件和工藝。

四、炸邊、飛邊厚

制品表面入料口、溢料口或橡膠與金屬粘接處等部位出現體積較大的空洞、溝槽狀物。

對策：

1、膠料焦燒時間不足，易形成硫化膠粒和膠屑：

①延長膠料焦燒時間；

②調整硫化時間（降低溫度延長硫化時間）；

③避免使用停放時間太長的膠料；

2、工藝不合理，膠料過多無法溢出：硫化時先于制品表面硫化使之夾于分型面等部位之間

3、模具污染，膠料不清潔：清潔模具和膠料；

4、模具分型面配合不緊密，設計不合理，溢料口太大：

①改進模具，分型面盡量避免出現在制品的粘接部位等敏感位置；

5、膠料傳熱速度較慢，硫化時膠料內外層升溫不一致，外層膠料已硫化，內層膠料卻受熱膨脹，強制溢料引起縮孔夾層：

①改進膠料配方；

②改進硫化工藝條件，比如采用低溫長時間硫化。（特別是厚制品）

五、焦邊：分型處打皺并裂開

模溫過高；

膠料撕裂強度差

橡膠制品過硫(表現為：橡膠產品有焦燒或表面褶皺現象)

硫化溫度過高或時間過長；