海绵橡胶配方设计-GrayWang.pdf

海绵橡胶配方设计
中国化工集団吴华化工总公司南方(桂林)橡胶有限责任公司-下公波
2011-6-30
海绵橡胶按孔眼的结构可分为:开孔、闭孔和混合孔三种。用干胶制造海绵橡胶时,对胶料有如下要
求
①胶料应有足够的可塑度。
胶料的可塑度与海绵橡胶的密度、孔眼结构及大小、起发倍率等有密切关系,料的威氏可塑度一般控
制在0.5以上.。因此要特别注意其生胶的塑炼,尤其是天然橡胶,成采用三段或者四段塑炼,薄通次数多
达40~60次。
②配合剂,尤其足发泡剂分散要均匀。
配合剂分散要均匀,不得有结团现象,也不得混入杂质,否则会造成孔眼大小不均、鼓大泡现象。最
好是先制成母胶,停放1天后过滤,然后再加入发泡剂和硫化剂。全部混炼好的胶料,至少要停放2~7天
后使用,以利于配合剂的分教。
③发泡速率和硫化速率要相匹配
这是海绵橡胶生产中最为重要的技术
4の胶料的传热性要好,使内外泡孔均匀、硫化程度一致。
⑤发泡时胶料内部产生的压力要人于外部压力
一、橡胶品种选择
海绵橡胶的孔限类型同发泡剂分解的气体和橡胶的透过性相关,下表列出了几种橡胶的系数。数值大
者容易穿透胶膜散逸,也就容易形成开孔,而释出N2者容易形成闭孔。
气体在橡胶中的透过性系数(25C)
位:cm2/(s,Mpa
橡
H
N
CO
NR
374
177
996
SBR
303
129
48
936
BR
122
145
50
1050
CR
101
30
9
200
IR
56
10
40
BR
89
141
NBR内烯腈质量分数为32%。
含胶率低于30%难于发泡,含胶率大些有利于发泡
发泡剂、发泡助剂的选择
选用的发泡剂发气量大、膨胀力大,胶料的门尼粘度义低,则易形成开孔结构的海绵橡胶。
选择发泡剂时应该注意以下几个特征:①分解温度:;②发气量;③分解吸/放热量;④分解产物或者分
解气体的异味、毒性等;⑤混炼时的分散性:与生胶的相容性:⑦の与硫化体系的匹配性:③对制品的污
染性;⑨操作安全性;⑩旷贮:存稳定性
发泡剂种类
分解温度」理论发气量发泡助剂
备注
碳酸氢钠140℃1270 mug SA
无机发泡剂分解溫度低,在胶料尚未呈现硫化
碳酸氢铵
850 ML/g
活性时即已开始发泡:发气量大,气体渗透性
碳酸铵
大,因此在发泡过程中孔腔尚未牢固的情况下
即会遭到破坏,只能制造孔眼粗大的开孔结构
海
AC
200℃1250mL/gSA、冰素、ZnO、一、独立气泡多,且泡孔呈细微状,从而使橡
吸湿剂CaO、硫
胶表面状况良好。
化促进剂
二、发气量大,可获得高倍率的产品,发泡倍
率随用量的增加而增加
、胶料中的水分和停放时的潮气会延迟硫
化逑率,其结果是影响发泡倍率,因此必
须防止胶料和配合剂受潮
四、热分解时释放氨气,敏使海绵收缩率大。
H
200C
250ml/g
SA、尿素、明矶
与尿素并用,可生成有硫化促进作用的副
产物六亚甲基四胺而加快硫化速率。
分解时会生成毒性大的甲醛和具有强
异味的六亚甲基四胺
在胶料中的分散性不如AC
四、热分解时释放氮,致使海绵收缩率大。
OBSH
焦烧速率快,交联密度低,其原因为分解
产物为酸性物质。
AC、H相比,发气量少,发泡倍率低,
用量再大也不能制得高发泡倍率的海绵
橡胶。
、无污染性,可制得白色海绵橡胶。
四、有一定的吸湿性,分散性差
发泡剂H对硫化过程的影响不大,当H的用量在0~12份时能有效调节发泡体的密度和硬度,若再增
大H的用量,试样在弹出模腔时会出现鼓泡翘曲现象。对EPDM海绵胶料,强弱不同的硫化体系对发泡
剂H的分解速度和发气量几乎无影响,见下图。这为采用不同的硫化体系进行发泡提供了方便。
在实际的加工温度下,发泡剂的分解无诱导期,发泡明显快于硫化,即在发泡剂分解接近完成后硫化
才刚刚开始,硫化曲线见下图:
结合实际的发泡效果(如下表所示),过弱或过强的硫化体系都利于得到高发泡率和外观优良的发泡
材料。最佳的配合是选择硫化诱导期与发泡剂完全分解时间相当的硫化体系,这一方面便于控制开始时的
硫化程度,另一方面有利于厚制品的均匀发泡。因此选用常规硫磺硫化体系,其发泡过程与硫化过程能良
好匹配,发泡效果好。
不同硫化体系下EPDM的发泡体性能
伉化体系
密度(gcm3)硬度」备注
含超促进剂的硫磺硫化体系0.350
30孔径小,表面光滑
常规硫磺硫化体系
0.280
25
孔径适中,表面较平整
延迟性硫磺硫化体系
0.276
22孔径适中,表面不光滑
过氧化物硫化体系
0.274
21孔径大,表面不平整