橡膠模具結(jié)垢成因研究
起橡膠模具結(jié)垢的各種因素的影響?,F(xiàn)在發(fā)現(xiàn):對(duì)于在聚合體橡膠混合物中所包含的各種硫化物(和氧化鋅)來說,硫化鋅是硫化過程中引起結(jié)垢的最煩人的反應(yīng)副產(chǎn)物。沒有一種半 永久的脫模劑或永久性的(金屬)覆蓋層可以避免這種沉積。結(jié)論是 :結(jié)垢最初是由附著在模具上的硫化鋅(無機(jī)的沉積物)引起的,并形成一個(gè)灰色的沉積層。作為溫度的函數(shù),混合物中低分子量的成份附著在硫化鋅的微晶體上,并引起第二階段的沉積(有機(jī)沉積)。在一定時(shí)間內(nèi)形成氧化產(chǎn)物,并引起碳的沉積。
有兩種可能的解決辦法來防止或減少污垢的形成:改變混合物的成份或改進(jìn)模子的表面。
改變混合物成份減少模垢
由于氧化鋅或硫化合而引起的模垢必須減少或被消除。橡膠模具大多數(shù)的沉積物與高含量的硫化物和氧化鋅有關(guān),而這些成份又通常要在輪胎橡膠產(chǎn)品中應(yīng)用。按體積計(jì),輪胎是全球橡膠產(chǎn)品中最大的一種(達(dá)到75%)。因此,大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)是用常用于輪胎生產(chǎn)中的nr/br化合物和sbr化合物的混合料來進(jìn)行的。在通過改變混合物成份減少模垢方面,考察了硫化鋅的影響、短期的硫化實(shí)驗(yàn)、和化合物成份的影響。
模具結(jié)垢的機(jī)制
在鐵制模具表面形成硫化鋅晶體方面得出以下結(jié)論:混合物中硫化鋅的原位形成是硫化過程中的反應(yīng)產(chǎn)物;納米尺寸的硫化鋅晶體擴(kuò)散到赤鐵礦型鐵制模具的氧化表面,形成znsfe 型的一層;或者在同一硫化過程中,或者在后續(xù)的硫化過程中,經(jīng)過額外的納米尺寸的硫化鋅晶體的沉積,這種晶體進(jìn)一步生長,形成微米級(jí)尺寸的硫化鋅晶體。
混合物
在橡膠混合物中降低氧化鋅的水平可以減少橡膠模具結(jié)垢;橡膠模具使用納米尺寸的氧化鋅可以消除或者減少模具結(jié)垢,然而,為了達(dá)到最優(yōu)的機(jī)械和動(dòng)力性能,必須進(jìn)行更多的研究;其它的金屬氧化物催化劑不能解決模具結(jié)垢問題 ;可供選擇的催化劑,如胺或者mfas,也能減少模具結(jié)垢,然而,那些催化劑/加速劑有難聞的味道,并且有些是有毒的。此外,為了得到相當(dāng)?shù)牧蚧俣龋€必須使用另外的鋅催化劑(zbec)。
涂層
在模具結(jié)垢問題的解決辦法中不涉及電化學(xué)反應(yīng) ;金屬鍍層對(duì)減少模具結(jié)垢沒有幫助,橡膠模具在模具表面必須形成封閉的一道屏障;塑料涂層,如ptfe型,能解決結(jié)垢。但是,由于手工鋪設(shè)問題和空間不穩(wěn)定性,這些涂層不能應(yīng)用在輪胎模具中;磁鐵礦(fe3o4)涂層是有可能的候選物。結(jié)果應(yīng)當(dāng)是非常有前途的,但是為了證實(shí)磁鐵礦(fe3o4)涂層防止結(jié)垢的能力,必須在輪胎模具上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
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