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  • 有機硅小知識-混煉硅膠車間常見質量問題和解決辦法
    來源:轉載 作者:強力化工 發布時間:2023-11-02 11:49 閱讀次數:1465

    混煉硅橡膠是由甲基或含乙烯基基團的線型高聚合物的聚有機硅氧烷(俗稱生膠)為基礎,配合補強填料、增量填料及賦予各種性能的添加劑配制成的基礎膠料。主要原材料采用甲基或乙烯基生膠,加入二氧化硅,架橋劑,結構控制劑,偶聯劑等多種材料,經過高溫密煉機混煉而成。



    1 、影響硫化橡膠回彈性和硫化速度的因素及解決方案:

    影響膠料回彈性和硫化速度的因素和解決方案可以從以下幾個方面進行:

    ①膠料內乙烯基含量不夠或生膠本身乙烯基含量分布不均勻,使膠料在硫化時沒有達到正硫點,硫化速度偏長,硫化不充分,導致膠料彈性不好??梢酝ㄟ^提高膠料內整體的乙烯基含量,并在配方當中加入適量的含氫硅油,減少填料的用量提高含膠料量來解決回彈性差和硫化速度偏慢的情況;也可以采用不同型號乙烯基含量的生膠,配合少量的高乙烯基生膠進行使用,控制膠料的扯斷永久變形,配方當中要找到一個最佳平衡點,在避免出現膠料發脆的情況,來達到改善膠料彈性的目的。

    ②膠料本身偏酸性,也是導致膠料回彈性不好和硫化速度偏慢的重要因素。由于白炭黑本身偏酸性,加上加入的結構控制劑多是偏酸性,使其膠料偏酸性,偏酸性的膠料對硫化有延遲作用,同時耐高溫性能也會下降??梢酝ㄟ^加入適當的弱堿性物質來改善膠料的酸性含量,一般膠料的 PH值在中性或偏弱堿性范圍對改善彈性和硫化速度有好處。

    ③其他方面:膠料內增塑劑或結構控制劑加入過多,導致的膠料回彈性不好和硫化速度偏慢;膠料內增塑劑或結構控制劑加入過多,對膠料有延遲硫化作用,從而導致膠料回彈性變差和硫化速度偏慢,可以選用分子量分布較窄和帶有一定揮發分的生膠,改善膠料的脫模,從而減少增塑劑的用量;用烷氧基硅烷對白炭黑表面進行處理的,配合羥基硅油進行使用,采用兩步法讓白炭黑分子和生膠分子有一定的結合反應時間,工藝上可以采取養生,來減少結構控制劑的用量,達到改善膠料回彈性和硫化速度的目的。

    同時每種型號的膠料建立一個標準的硫化曲線,也是控制好混煉膠生產品質穩定的一種手段。

    2 、擠出膠產生氣泡的原因和解決方案:

    產生的原因:由于硅橡膠的透水性較大,特別是沉淀法白炭黑所做的混煉膠,隨著空氣中的相對濕度增大,混煉膠中水分含量也線性增大。當水分太多時,硅橡膠由透明變為不透明,特別到了冬季由于環境溫度較低,膠料表面的水分釋放時間很慢或根本釋放不掉,導致擠出制品表面易氣泡。一般沉淀法白炭黑,由于自身的含水量過高不適宜做擠出成型用的硅橡膠填料。

    解決方案:可以用烷氧基硅烷對白炭黑表面進行處理,使其有親水性表面轉變成憎水性表面,降低的膠料吸水率;也可以通過高溫處理降低膠料的吸水率,從而達到改善擠出膠料的氣泡問題。

    目前擠出膠料在生產中,在現有的配方體系中,可以將2 #結構控制劑更換為二乙氧基硅烷,對白炭黑表面水分進行更好的處理,當然在生產的過程中要注意安全性,工藝上可以采用氣相法混煉膠第一步,膠料冷煉出來之后,將其放置在30~40 ℃養生房進行養生處理8個小時左右,再對膠料進行抽真空熱處理,嚴格控制膠料有效的密煉時間和密煉溫度,即膠料在高溫段的密煉時間和溫度,從而改善擠出膠料的氣泡問題。

    3 、如何改善按鍵膠料的透明度?

    按鍵膠料的透明度和白炭黑的透明度有直接聯系,可以選用透明度較好的白炭黑。

    在配方和工藝上,膠料的透明度不好,說明白炭黑表面的羥基處理的不是很完全,影響了膠料的透明度,也就是說我們所加入的羥基硅油,對白炭黑表面的羥基處理的還不夠,說明羥基硅油里面存在有部分假羥基,在抽真空或熱處理過程中抽掉了一部分沒有參與反應的物質;同時也說明白炭黑分子和生膠分子結合的不完全或結合的時間不夠,可以從工藝上做調整,采用生膠和白炭黑先常溫混煉,配方上采用羥基硅油和烷氧基硅烷配合使用對白炭黑表面羥基進行處理,在30~40 ℃養生8個小時左右,再進行抽真空處理,這樣對膠料的透明度會有所改善。

    同時按鍵膠,在檢測的時除了物理性能之外,還要對按鍵力和耐疲勞壽命進行控制,我們可以采用儀器進行測試,將其指標控制在一定的范圍內。

    4 、如何改善現有膠料的結構化情況?

    膠料結構化是由于親水型白炭黑與生膠混煉成的膠料,在存放的過程中慢慢變硬,可塑性降低,并逐漸喪失返煉及成型加工的工藝性能,產生結構化的主要原因是由于白炭黑表面的硅羥基和生膠分子中的硅氧鍵或生膠分子中的端羥基作用生成氫鍵,乃至化學結合,使線性聚硅氧烷轉變成假性交聯的半彈性體的固體結構,使膠料的可溶性降低,凝膠含量增多。

    一般說,通過返煉可以使膠料恢復可塑性,返煉時間的長短取決于膠料的結構化嚴重程度。為了減少膠料的氫鍵結合,減輕膠料的結構化程度,可以加入結構化控制劑,如羥基硅油、二苯基硅二醇或烷氧基硅烷,同時也可加入適量的二甲基硅油調整膠料的流動性能,膠料內加入過多的羥基硅油會導致手感發粘和硫化速度偏慢情況出現,這就要找到一個適合的平衡點,可以將每種型號的膠料控制在一個適當的塑性值范圍,塑性值偏低或偏高對后期的制品加工都會造成影響,塑性值偏低,加工過程中會有粘輥的情況,在制品的生產過程中可能會出現粘膜或爛疤現象;塑性值偏高,會造成膠料結構化和膠料流動性差,制品可能出現缺膠或流痕情況。

    還可以從混煉膠生產的工藝上進行改進,我們現在混煉膠的生產采用的都是一步法,這樣白炭黑和生膠在結合的過程中并不是很完全,雖然表觀上發現不了明顯的異常情況,但有時候也會觀察到膠料內有小白點,可以采用混煉(常溫)—養生—密煉的工藝來生產,提高白炭黑和生膠的結合度達到改善膠料結構化的現象。

    再一個在生膠的選用上,生膠分子量的過高和過低,生膠分子當中存在端羥基或其他雜質,導致生膠分子量上不去,都會影響混煉膠的加工性能和硫化性能,所以在原料控制上,D 3前面最好不要有峰,同一種分子量封頭劑加入量要盡量一致,有可能的話,統計生膠在生產過程中每一批膠料的轉化率,將生膠的質量控制好。

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