橡胶喷霜现象出现的原因?

什么是喷霜?

喷霜是液体或固体配合剂由橡胶内部迁移到橡胶表面的现象,橡胶内部配合剂析出,就形成了喷霜.

橡胶喷霜现象出现的原因?

橡胶喷霜的3种形式

橡胶有未硫化橡胶(以下称胶料)和硫化橡胶(以下称制品)之分,橡胶喷霜就包括胶料表面喷霜制品表面喷霜.

对于橡胶喷霜的形式归纳起来,大体分为3种:喷粉、喷蜡、喷油(也称之为渗出)

  • 喷粉:喷粉是硫化剂、促进剂、活性剂、防老剂、填充剂等粉状配合剂析出在橡胶表面,而形成一层粉状物。
  • 喷蜡:喷蜡是石蜡、地蜡等蜡状物析出在橡胶表面,而形成一层腊膜.
  • 喷油:喷油是软化增塑剂、增粘剂、润滑剂等液态配合剂析出在橡胶表面,而形成一层油状物.

橡胶表面喷霜的形式有时是以1种形式出现, 有时却是以2种或3种形式同时出现的.

本无喷霜的橡胶制品表面受日光的照射而引发了氧化之后,表面有明显的着色变化,如黄铜色,称为虹色喷霜

橡胶出现喷霜有哪些原因?

导致喷霜现象的内在原因是,某些配合剂在胶料中发生过饱和或不相容。

对于溶解性的配合剂而言,橡胶喷霜是由于橡胶内部配合剂达到过饱和状态后,从亚稳态走向稳态,橡胶近表层的配合剂首先析出,再由内层向表层先迁移析出,当配合剂在橡胶中降低到其饱和状态时,析出过程才告结束.

而对于那些无溶解性的配合剂如某些填料的喷出,则属于不相容的问题.

配合剂达到过饱和状态而产生喷霜现象的原因有以下几点:

1.配方设计不当

如果你不知道什么是配方的话,可以看一下这篇<橡胶配方技术简介,橡胶配方设计过程中出现的问题>

<橡胶配方有几种表现形式?>

配方设计 不当主要是指配合剂在橡胶中的用量超过其最大使用量.

在一定条件下(主要是指温度,其次是指压力),一般配合剂在橡胶中有一定的溶解度,达到配合剂溶解度的配合量称为配合剂的最大使用量。

配方设计时,配合剂用量超过其最大使用量,配合剂就不能完全溶解在橡胶中,使得配合剂在橡胶中达到过饱和状态,

由于配合剂在橡胶中最终要达到饱和状态,在趋于饱和状态过程中,超量使用的、不能溶解的配合剂便要析出,而在橡胶表面形成喷霜.

有哪些配合剂容易造成喷霜现象

  • 硫化剂系列: 硫黄S;
  • 促进剂系列: DM、TMTD、M、TMTM、NA-22等;
  • 防老剂系列: D、H、4010、DNP、MB、石蜡等
  • 增塑剂系列:机油、酯类油等;
  • 活性剂系列: 氧化锌、硬脂酸等;
  • 填充剂系列: 轻钙、碳酸镁等;
  • 防焦剂系列: CTP等;

一些配合剂过量的配合易产生喷霜,往往会带动其他配合剂一起迁出(被动喷霜)

2.工艺操作不妥

工艺操作不妥,胶料生产时,首先配合称量要准确,以免造成多配,使得配合剂的用量超过其他在橡胶中的最大用量,造成喷霜。

其次,未按工艺操作充分压合,造成配合剂分散不均,使得配合剂在加料中局部浓度过大,达到过饱和状态,而造成喷霜.

再者加入硫黄时,胶温、辊温不要过高,由于硫黄在橡胶中的溶解度随温度升高而增大,硫黄溶解度增大,其在橡胶中的溶解速度加快,就容易引起分布不均,使得硫黄在胶料中局部含量多,局部含量少.

待胶料冷却后,硫黄在胶料中的溶解度下降,胶料中局部含量过多的硫黄,便达到过饱和状态,造成喷霜,此种喷霜也叫喷硫。

3.原材料质量波动

原材料质量波动,橡胶工业原材料包括两大类,即生胶和配合剂

不同的配合剂在同一种生胶中有着不同的溶解度,同一种配合剂在不同的生胶中也有着不同的溶解度

就同一类生胶,由于其共聚组分比不同、门尼粘度不同、污染与非污染之分而形成的不同规格同一配合剂的溶解度也不同

即使产品样本基本上数据几乎相同的生胶,因生产厂家采取的工艺不同、合成单位的差异、制造批量的不同,而使同一配合剂的溶解度不同。

4.贮存条件差

贮存条件差,配合剂在橡胶中的溶解度是在一定条件下测定或计算的.

配合剂在橡胶中的溶解度除与配合剂和生胶2者的化学结构、极性、结晶性、分子量大小及分布、溶解度或溶解度参数等有关.还与贮存时的温度、压力、湿度、时间有关。

配合剂在橡胶中的溶解度一般都是随着温度的升降而升降,橡胶在贮存和使用时温度高于标准温度,配合剂的用量就可能达到最大用量;

而在低于标准温度时就不能达到最大用量,否则橡胶表面就会出现喷霜

温度对配合剂的溶解度影响很大,直接影响着橡胶表面喷霜.

橡胶贮存时所受的压力、周围空气的湿度以及时间对配合剂的溶解度也有影响,一般情况下影响不大。

但是如果压力较大,受压部位橡胶中的配合剂就会形成晶核,析出与橡胶表面而形成喷霜;

如果空气的湿度过大,橡胶中极性大的配合剂对生胶(非极性)的作用减弱,配合剂溶解度下降,从而导致喷霜;

贮存时间越长,橡胶表面喷霜越明显.

由于贮存环境中空气的温度和湿度随着季节的变化而不同,并且差别较大,极易造成配合剂的溶解度发生变化,从而导致喷霜,常见于冬季库存的橡胶制品

5.制品的欠硫

制品的欠硫 配合剂在橡胶中的溶解度随着制品硫化程度的深浅而不同,一般在制品达到正硫化时配合剂达到最大溶解度。

这是因为在硫化交联过程中形成的化学键( C——Sx ——C、C——S2 ——C 、 C——C、C——O——C)

加强了配合剂与生胶分子之间以及配合剂之间的化学结构或者物理结合过程,这有利于配合剂在橡胶中的溶解度

其次配合剂参与化学键形成的反应或其他副反应,减少了配合剂的含量,降低了配合剂的浓度

所以制品欠硫就会导致配合剂的溶解度下降,使橡胶表面出现喷霜.

6.橡胶老化

橡胶老化后大都导致硫化胶完整的、均衡的网状结构发生破坏,从而也破坏了橡胶体系内各种配合剂与生胶分子以及配合剂之间的化学或物理的结合,降低了配合剂在橡胶体系重的溶解度。

因此,那些局部过于饱和状态的配合剂便会从橡胶中游离析出,形成喷霜

橡胶老化引起的喷霜与其他类型的喷霜不同.

它不是容易发生在温度低、湿度大的冬天和秋天,而是发生在温度高的夏天和阳光暴晒的环境中

7.受力不均

受力不均 制品在使用过程中因受力不均而损伤,导致配合剂从受损裂口而向外喷出。

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