由于含有多種配合劑的橡膠膠料的不均勻性,導(dǎo)致了橡膠在注射成型過(guò)程中發(fā)生許多問(wèn)題,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.孔隙(針孔)
微小的孔隙是氣口在注射成型過(guò)程中發(fā)生的,特別是在制品表面,會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)針孔現(xiàn)象。產(chǎn)生的原因主要是由于硫化前的膠料中混入了空氣或揮發(fā)性物質(zhì)(如水),在低壓狀態(tài)下進(jìn)行高溫硫化時(shí)就會(huì)膨脹。特別是在硫化不足的狀態(tài)下從模具中取出制品時(shí)更易產(chǎn)生這種缺陷。若延長(zhǎng)硫化時(shí)間,則會(huì)降低生產(chǎn)效率。解決辦法是除了對(duì)原材料進(jìn)行干燥、真空注射成型外,還應(yīng)考慮在容易卷入空氣的煉膠作業(yè)中盡量減少每批煉膠的量。在原材料的干燥中,多數(shù)是采用預(yù)先向膠料中添加干燥劑(一般是生石灰)的方法。
除了以上方法外,還可以采用提高膠料粘度的方法,如把要配合的油料及增塑劑的一部分改換成樹(shù)脂類添加劑。
2.花紋
表面光滑的注射制品,也會(huì)在變形時(shí)出現(xiàn)斑點(diǎn),形成斑點(diǎn)花紋。這是由于配合劑分散不充分,而且多半是由于填充劑類物料造成的,當(dāng)配合劑結(jié)團(tuán)時(shí),花紋增大。對(duì)于 這種分散不充分的現(xiàn)象,只要改變煉膠時(shí)的投料順序或延長(zhǎng)混煉時(shí)間即可解決。為使膠料混煉均勻,除了對(duì)膠料有均質(zhì)化作用外,對(duì)提高填充劑的分散作用也有很大作用。另外,為促進(jìn)填充劑在膠料中的分散,還可向膠料中添加具有表面活性的潤(rùn)滑劑,由于潤(rùn)滑劑可以改進(jìn)填充劑粒子表面的濕潤(rùn)性,因而有助于填充劑混入膠料中,同時(shí)也促進(jìn)了它們?cè)谀z料中的分散作用。
3.龜裂
龜裂是淺色橡膠制品表面產(chǎn)生的現(xiàn)象,其原因是由于紫外線照射致使制品表面氧化。在熱與濕度的作用下,產(chǎn)生了如同陶器表面上出現(xiàn)的不規(guī)則的細(xì)小裂紋。初看,它像橙子表面的皺紋,一旦受紫外線照射的時(shí)間過(guò)長(zhǎng),制品表面會(huì)硬化變脆,甚至粉化。對(duì)此,一般采取的措施是添加不變色的酚類防老劑。
4.泛白
橡膠制品表面發(fā)白功發(fā)灰現(xiàn)象統(tǒng)稱為泛白。特別是在無(wú)應(yīng)力的自然狀態(tài)下,含有白炭黑等白色填充劑的硫化制品,在濕度與溫度的作用下,因臭氧作用會(huì)產(chǎn)生燈泛白現(xiàn)象,這是一種在制品表面上有填料粒子析出的現(xiàn)象。如果是NR配合,[敏感詞]使用鋅皂(物理增塑劑)代替化學(xué)增塑劑來(lái)調(diào)節(jié)粘度。加入鋅皂后再也促進(jìn)劑MZ(巰基苯并噻唑鋅鹽)和松香各0.5份并用進(jìn)行塑煉。這樣便能使臭氧及氧呈非活性化,填充劑分散均勻。在塑煉后進(jìn)行混煉時(shí),再加入通常所用的防老劑、抗臭氧用的石蠟。
5.噴霜
橡膠制品中的配合劑滲出到制品表面形成一層霜狀物,此種現(xiàn)象稱之為噴霜。噴霜層是呈非結(jié)晶狀的,雖然在硫化前也會(huì)出現(xiàn),但大多數(shù)是發(fā)生在制品硫化以后。當(dāng)橡膠基體與噴霜物之間的溶解性存在很大差異時(shí)會(huì)發(fā)生噴霜(相分離)。石蠟、潤(rùn)滑劑、促進(jìn)劑及其分解衍生物以及硫黃就是眾所周知的實(shí)例。
對(duì)于未硫化膠料中的硫黃噴霜可采取的對(duì)策是使用不深性硫黃,因未硫化膠料噴霜造成的典型質(zhì)量問(wèn)題就是膠料的粘性不夠,特別是在輪胎生產(chǎn)過(guò)程中,會(huì)對(duì)未硫化部位的成型工藝造成障礙,而在注射成型中該問(wèn)題幾乎不存在。
一般來(lái)說(shuō),硫化制品的噴霜對(duì)制品的外觀與質(zhì)量有的影響,但像耐臭氧的石蠟,若不噴霜又顯不出其效果。在解決噴霜問(wèn)題時(shí)需要分析原始的噴霜物質(zhì)。在硫化促進(jìn)劑發(fā)生噴霜時(shí),應(yīng)改變硫化體系;當(dāng)石蠟噴霜時(shí),在膠料混煉時(shí)應(yīng)將石蠟的配合量調(diào)整到以不的程度為宜;當(dāng)潤(rùn)滑劑噴霜時(shí),則需要檢驗(yàn)潤(rùn)滑劑與橡膠的相溶性。以前面所述的石蠟為例,使用何種類型的潤(rùn)滑劑并進(jìn)行恰當(dāng)組合也是防止噴霜的一種方法。
樹(shù)脂型添加劑會(huì)起抑制噴霜的作用,這是由于樹(shù)脂型添加劑混入了聚合物基體后,能改變與配合成分之間的相容性的緣故。
6.融合不良
在注射成型時(shí),由于膠料流向不同,特別是在合流部位,會(huì)出現(xiàn)整合不理想的現(xiàn)象。融合不良是由于膠料流動(dòng)的前端部分受到污染,或膠料流動(dòng)性差,或膠料在整合前發(fā)生了焦燒現(xiàn)象,在制品表面會(huì)出現(xiàn)薄薄的流痕及折痕。
污染源自膠料中滲出的配合劑成分。作為預(yù)防措施首先應(yīng)考慮前面噴霜中所代所述的措施。其次,還與膠料粘模及因模具受到污染而造成的脫模不良有關(guān),此時(shí),可適當(dāng)采用外脫模劑(如硅乳液),這種方法雖然簡(jiǎn)便易行,但卻由于流痕被包在膠料中而導(dǎo)致融合不良。如果采用使脫模劑在模具表面上反應(yīng)并固化的所謂半[敏感詞]型脫模劑(例如用于注射成型的最適合短時(shí)間反應(yīng)的“[敏感詞]型90”脫模劑),即可解決此難題,這種脫模劑還有助于膠料流動(dòng)。
另外,在提高膠料流動(dòng)性、縮短注射時(shí)間方面根據(jù)膠料的種類,選擇合適的流動(dòng)性改性劑(可提高內(nèi)部脫模性能,抑制模具污染)及有效的添加劑(如STRUKTOL潤(rùn)滑劑)。受到污染的模具,清洗要盡快完成,最節(jié)省時(shí)間的清洗方法是將模具直接安裝在注射機(jī)上,無(wú)需卸下即能進(jìn)行清洗。
7.收縮
注射成型制品的缺點(diǎn)之一就是尺寸不穩(wěn)定,其主要原因是模具材質(zhì)與膠料的熱脹系數(shù)不同,其中膠料的影響是主要原田。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,可以采取降低模具溫度(硫化溫度)之類的措施,這樣便會(huì)降低生產(chǎn)效率。有效的方法是添加加工助劑,降低膠料粘度,因?yàn)槟z料的粘度多半與熱膨脹系數(shù)有密切的關(guān)系。
8.失真(畸變)
產(chǎn)生失真的原因有欠硫、焦燒等。另外,膠料流動(dòng)性差,過(guò)量添加不能均勻填充的熱塑性樹(shù)脂以及以結(jié)晶聚合物為主的配合劑等因素都容易導(dǎo)致制品失真。失真會(huì)影響產(chǎn)程聽(tīng)尺寸和均勻性,解決的辦法是延長(zhǎng)硫化時(shí)間和改變硫化體系。由于焦燒本身帶來(lái)較多的派生問(wèn)題,所以很難進(jìn)行調(diào)整。除了在硫化體系方面盡力調(diào)整外,使用加工助劑是簡(jiǎn)便易行的手段。如果適當(dāng)?shù)厥褂脻?rùn)滑劑則能夠提高膠料的流動(dòng)性,可以有效地避免制品失真。另外,像CR這樣以結(jié)晶聚合物為主的膠料的不均勻填充也地造成畸變的原因。在配合大量樹(shù)脂的情況下,硫化制品內(nèi)橡膠基體與樹(shù)脂之間產(chǎn)生的應(yīng)力松弛不同,這樣就導(dǎo)致了畸變,在這種情況下減少樹(shù)脂的用量是不可取的,而應(yīng)該改用補(bǔ)強(qiáng)性樹(shù)脂。
9.開(kāi)模撕裂
開(kāi)模撕裂的主要原因是膠料的熱膨脹,模具溫度過(guò)高或者使用對(duì)開(kāi)模具 ,在厚制品中或容易焦燒的膠料的飛邊線及分離線處會(huì)裂開(kāi),開(kāi)模時(shí)就會(huì)出現(xiàn)開(kāi)模撕裂現(xiàn)象。在這種情況下,可提高鎖模力,并了解膠料中是否填充過(guò)量。采用降低硫化溫度和延長(zhǎng)硫化時(shí)間的方法能夠抑制焦燒,有效降低膨脹率,但會(huì)影響制品的物理性能和生產(chǎn)效率。若向膠料中添加加工助劑,則有利于降低注射成型壓力和增加充模率。另外,由于熱脹系數(shù)與膠料的粘度有關(guān),所以通過(guò)添加助劑也可有效地降低膠料粘度。
10.粘模與模具污染
模具表面粗糙或者膠料中配合了容易析出的組分,或者欠硫,都會(huì)造成粘模現(xiàn)象。應(yīng)采取的相應(yīng)措施是,先找出原因進(jìn)行分析,然后加以解決。由于不能立刻更改通常使用的膠料配方,所以多半是采取直接處理模具表面的方式 ,如對(duì)模具表面預(yù)先進(jìn)行鍍鉻處理,這已是眾所周知的常識(shí)。另外,還有用特弗隆涂層進(jìn)行處理的方法。
如前所述的外脫模劑、半[敏感詞]型(形成薄膜反應(yīng)型)脫模劑具有能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理的優(yōu)點(diǎn),被廣泛采用。它能達(dá)到降低表面能的效果,使模具表面光滑,減少模具與膠料之間的摩擦,是一和非常簡(jiǎn)便易行的方法。
另外,通常采取的方法是,向膠料內(nèi)添加內(nèi)脫模劑(潤(rùn)滑劑)。內(nèi)脫模劑含有界面活性成分,硫化時(shí),界面活性成分向模具表面遷移,形成極薄的隔離層從而起到脫模作用。由于它在硫化溫度下較為穩(wěn)定,所以可以作為有效防止模具遭受污染的措施。
由于欠硫是模具污染的元兇,所以探討[敏感詞]的硫化條件是非常重要的。
綜上所述,注射成型技術(shù)人員要面對(duì)由各種原因形成的許多技術(shù)問(wèn)題。解決每一個(gè)問(wèn)題的重要前提是充分了解膠料配方與工藝流程,準(zhǔn)確地查出其產(chǎn)生的原因。若查清了原因,雖然說(shuō)不存在[敏感詞]添加劑,但現(xiàn)在可供選擇的合適的加工助劑很多,這對(duì)改善生產(chǎn)條件及糾正不良措施有明顯的效果。