常见硫化质量缺陷及对策

在橡胶硫化过程中，有时会出现喷霜；气泡；橡胶表面发粘；炸边、飞边厚；焦边：分型处打皱并裂开；分层；发泡孔径不均匀等硫化质量缺陷，下面对硫化质量缺陷以及相对应的对策进行分析。

一、喷霜

橡胶喷霜是由于橡胶内部配合剂达到过饱和状态后，橡胶近表层的配合剂首先析出，再由内层向表层迁移析出，当配合剂在橡胶中降低到其饱和状态时，析出过程才结束。使配合剂达到过饱和状态，导致橡胶喷霜的主要原因有:胶料配方设计不当，工艺操作不妥，原材料质量波动，贮存条件差，制品欠硫、制品老化等。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。

对策：

1、配方设计不当引起的喷霜：容易造成喷霜的配合剂有硫化剂硫黄，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，就造成喷霜，此种喷霜也称喷硫。容易引起喷霜的促进剂:二硫化二苯并噻唑(DM)、二硫化四秋兰姆(TMTD)、2一硫醇基苯并噻唑(M)、一硫化四秋兰姆(TMTM)、乙撑硫脲(NA 22)等。

2、原材料质量波动引起喷霜：

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，就是在同一类生胶中，由于其共聚组分比不同、门尼粘度等不同规格中同一配合剂的溶解度也不同，即使产品样本上数据几乎相同的生胶，因生产厂家所采取的工艺不同、合成单体的差异、制造批量的不同，而使同一配合剂的溶解度也不同.

由于配合剂在生胶中的溶解度主要取决于生胶和配合剂的结构与性能，那么生胶质量发生波动就会影响配合剂的溶解度。如果造成配合剂溶解度下降，便会发生喷霜现象。

配合剂质量发生波动就会引起其纯度、水分、灰分、pH值、物理性能等发生变化，这些因素影响着其在橡胶中的溶解度。如果溶解度下降，配合剂便会发生喷霜。

3、储存条件的影响：

配合剂在橡胶中的溶解度除与配合剂和生胶两者的化学结构、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外，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。因此，橡胶在储存和使用时的温度高于标准温度，配合剂的用量就可能达到用量;而在低于标准温度时就不能用到用量，否则橡胶表面就会出现喷霜。

橡胶储存时所受的压力、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，析出于橡胶表面，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;储存时间越长，橡胶表面喷霜越明显，由于储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。

4、橡胶老化：橡胶老化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的或物理的结合，降低了配合剂在橡胶体系内的溶解度。因此，那些局部处于过饱和状态的配合剂便会从橡胶中游离析出，形成喷霜。

5、欠硫导致的喷霜：

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则达到溶解度。这是因为在硫化交联过程中化学键(C－Sx－C、C－S-C、C－C、C－O-C等)的形成，加强了配合剂与生胶分子之间以及配合剂之间的化学结合或物理结合过程，这有利于配合剂在橡胶中的溶解;其次配合剂参与化学键形成的反应或其它副反应，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。

通过延长硫化时间，提高硫化温度等来提高硫化程度，避免制品欠硫而造成喷霜。

容易喷霜的橡胶：

极性大的胶种如橡胶、氯丁橡胶与极性较大的防老剂有较好的相容性,而非极性橡胶如顺丁橡胶和天然橡胶与胺类防老剂相容性则较差。防老剂在橡胶中的溶解度越低,越容易产生喷霜。

在EPDM中：TMTD很容易喷霜，如用TRA代替半量则很少喷霜，若于TETA（三乙烯四胺））并用则更少出现喷霜。TMTD+M硫化体系易喷霜，用促进剂BZ、CZ、TE（二硫化苯基秋兰姆）、EZ、NOBS、DM等并用可以解决喷霜问题。

BZ/FeMDC（TTFe）在各种橡胶当中,乙丙橡胶的喷霜现象较为突出,其原因是乙丙橡胶的不饱和度低、极性小,各种硫化剂、促进剂、防老剂在乙丙橡胶或EPDM中的溶解度都较低,容易发生喷霜现象,通过多种促进剂的适当并用可以解决这一问题。通常,结晶性化合物或在橡胶中高温与低温溶解度差异大的配合剂,容易发生喷霜,而非结晶性化合物和不溶于橡胶的促进剂不发生喷霜。

丁基橡胶与乙丙橡胶结构相似,属于非极性饱和胶,容易发生喷霜现象。

二、气泡

序号

原因分析

解决方法

1

硫化不充分，导致制品表面有气泡，割开其内部呈蜂窝状海绵状

延长硫化时间、提高硫化温度；保证硫化有足够的压力或调整配方提高硫化速度

2

橡胶-金属粘接不良引起粘结部位有残留气体

涂好胶粘剂的骨架表面被污染需清理干净；胶粘剂需彻底干燥

3

有气体裹入胶料，气体不易排除，随胶料一起硫化，从而在制品表面出现气泡

改进开炼机混炼胶工艺，避免气体混入胶料

4

橡胶配方中有易挥发物

适当调节硫化条件温度不易太高；使用的原料水分超标或混炼胶中水分过多，必要时需进行干燥；减少使用沸点低的增塑剂、填充剂、软化剂。

三、橡胶表面发粘

模温过低；胶料配方不佳(如内在脱模剂份量少)；骨架胶粘剂未彻底干燥。

橡胶表面发粘表现为产品橡胶部分表面存在海绵状或明显的沾性突起物。

对策：

1、模具型腔局部滞留气体，从而影响传热和胶料受热硫化：

①对模具进行抽真空，保证胶料进入型腔处于真空状态。确保抽真空完好，以抽出模具内的气体；

②增加模具合模后放气次数；

③在模具上设置排气槽或溢胶槽。

2、模具型腔不对称，有死角，传热不均导致硫化不均匀：

①调整胶料配方，使用硫化曲线平坦期长的胶料；

②调节硫化条件，延长硫化时间或提高硫化温度。

3、胶料压出或压延夹入气体：改进压出、延压条件和工艺。

四、炸边、飞边厚

制品表面入料口、溢料口或橡胶与金属粘接处等部位出现体积较大的空洞、沟槽状物。

对策：

1、胶料焦烧时间不足，易形成硫化胶粒和胶屑：

①延长胶料焦烧时间；

②调整硫化时间（降低温度延长硫化时间）；

③避免使用停放时间太长的胶料；

2、工艺不合理，胶料过多无法溢出：硫化时先于制品表面硫化使之夹于分型面等部位之间

3、模具污染，胶料不清洁：清洁模具和胶料；

4、模具分型面配合不紧密，设计不合理，溢料口太大：

①改进模具，分型面尽量避免出现在制品的粘接部位等敏感位置；

5、胶料传热速度较慢，硫化时胶料内外层升温不一致，外层胶料已硫化，内层胶料却受热膨胀，强制溢料引起缩孔夹层：

①改进胶料配方；

②改进硫化工艺条件，比如采用低温长时间硫化。（特别是厚制品）

五、焦边：分型处打皱并裂开

模温过高；

胶料撕裂强度差

橡胶制品过硫(表现为：橡胶产品有焦烧或表面褶皱现象)

硫化温度过高或时间过长；