關(guān)于模壓橡膠制品模具污染的探討

  在模壓橡膠制品生產(chǎn)加工中，模具是控制和保證產(chǎn)品幾何形狀、裝配尺寸和滿(mǎn)足產(chǎn)品公差要求的重要工具。模具的好壞直接決定著橡膠產(chǎn)品的尺寸精度和外觀(guān)質(zhì)量。眾所周知，橡膠產(chǎn)品是由生膠與眾多不同性質(zhì)的配合劑加以混煉好，在高溫高壓下，把膠料送入一定形狀的模具模腔內(nèi)，并使其流動(dòng)，使配合膠料充滿(mǎn)設(shè)計(jì)好的形腔溝槽內(nèi)，經(jīng)過(guò)交聯(lián)反應(yīng)，使之成為有使用價(jià)值的硫化膠產(chǎn)品。由于模具多是以中碳鋼P(yáng)20或45號(hào)鋼加工而成，在高溫下使用，屬于熱作性模具，存在著幾種不同被損現(xiàn)象，首先模具內(nèi)因熱氧作用，會(huì)出現(xiàn)一些氧化污染斑點(diǎn)，，如是非極性橡膠，則會(huì)軟化降解，粘在模具型腔表面，若是極性橡膠，則會(huì)出現(xiàn)硬化斑點(diǎn)。還有的是混煉膠中的某些配合劑和低分子物質(zhì)在熱硫化反應(yīng)過(guò)程中的生成物逐漸產(chǎn)生沉積，還有一種是某些膠種如氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、氟橡膠等，在硫化反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的有害氣體及鹵元素及其化合物如HCl，金屬氯化物，H2S，等對(duì)模腔的腐蝕。污染和腐蝕模具，都對(duì)硫化的橡膠產(chǎn)品外觀(guān)和內(nèi)在質(zhì)量有很大影響，并導(dǎo)致不能完成生產(chǎn)作業(yè)。造成模具被污染和腐蝕，存在著諸多因素。除上述橡膠材料及配合劑的因素外，還有硫化條件、模具鍍層材料，模具表面光潔度，表面處理，膠料放置的溫濕度及連續(xù)硫化作間長(zhǎng)短有關(guān)。

    如果以權(quán)重觀(guān)點(diǎn)分析，模具被污染和腐蝕的重點(diǎn)還是要從配合劑方面去查找分析。

    模具型腔表面被污染和被腐蝕過(guò)程，普遍認(rèn)為有三個(gè)階段。第一階段，引起模具型腔表面污染的各種橡膠硫化助劑，在高溫條件作用下，與橡膠進(jìn)行硫化反應(yīng)，這些反應(yīng)生成物開(kāi)始從膠料內(nèi)部向模具型腔表面轉(zhuǎn)移：第二階段，這些能夠?qū)δ＞弋a(chǎn)生污染的物質(zhì)，通過(guò)粘附和沉積的機(jī)理對(duì)金屬模具表面產(chǎn)生污染，這些生成物，經(jīng)高溫和氧作用，會(huì)產(chǎn)生堅(jiān)硬的氧化物很難去除。第三階段，這些污染物，隨著模具的連續(xù)長(zhǎng)期使用，受熱氧化而變質(zhì)，有的附著在模具上，有的會(huì)被粘在硫化橡膠產(chǎn)品上，導(dǎo)致產(chǎn)品雜質(zhì)，斷裂。從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在聚合反應(yīng)生成合成橡膠過(guò)程，將具有防護(hù)功能的單體與橡膠共聚或接枝在橡膠上，這些非橡膠低分子物質(zhì)，經(jīng)熱反應(yīng)，也容易析出污染模具。非鹵素系橡膠腐蝕污染性輕些，在丁腈橡膠中，高丙烯腈含量，對(duì)模具型腔污染大。在丁苯橡膠中，用松香系聚合的1500系列對(duì)模具污染大。而在橡膠配合助劑中，以硫化體系配合劑對(duì)模具型腔造成的污染最大，其中如硫黃，氧化鋅和一些溶解度低的促進(jìn)劑最易產(chǎn)生污染。還有一些遷移性防老劑，硫化活性劑硬脂酸，以及外隔離劑如聚硅氧烷系［溶劑型，，乳液型，氣溶膠型，復(fù)合型，烘烤型，］滑石粉、石蠟系［天然，合成］，氟系［溶劑型，水溶性型，粉末型，薄膜型］等，對(duì)模具型腔污染也大。尤其是石蠟系對(duì)模具型腔污染非常嚴(yán)重。在模具方面，光潔度高的，經(jīng)過(guò)電鍍的不易被污染，一些要求啞光或經(jīng)噴砂達(dá)到麻面效果的模具，極易容留污染物。在硫化工藝過(guò)程中，工作環(huán)境氣溫高或工作環(huán)境相對(duì)濕度大，以及硫化溫度過(guò)高，都會(huì)對(duì)造成模具被污有一定影響。

    當(dāng)我們知道了模具型腔被污染的原因后，就可以采取應(yīng)對(duì)措施。如在配方設(shè)計(jì)上，采用與橡膠相容性好的，低分子物質(zhì)少的，不易遷移析出的配合劑，就能使模具型腔污染情況得到改善。在防止二烯烴類(lèi)橡膠被污染的有效配合劑有巰基苯并－1，3－噻唑的鈣鹽、鋁鹽：8－羥基－1－萘硫醇；二甲基二硫代氨基甲酸以及與有機(jī)磷酸酯鋁鹽的并用物：和8－羥基喹啉及其與脂肪羧酸鈣鹽的并用物等。

在模具型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，一定要考慮流膠槽通暢，即使出現(xiàn)污染點(diǎn)，也會(huì)在其硫化過(guò)程中被剝離掉。另外還要注意對(duì)模具型腔各處進(jìn)行噴砂處理時(shí)，也會(huì)造成模具型腔表面有凹凸條紋，當(dāng)橡膠膠料在硫化定型流入凹下條紋時(shí)會(huì)產(chǎn)生＂投錨＂效果，導(dǎo)致出現(xiàn)與橡膠粘接的現(xiàn)象，造成對(duì)模具型腔的污染。針對(duì)此種現(xiàn)象，可采用對(duì)模具型腔的表面進(jìn)行鍍鉻處理、鎢鉻鍍層處理、釩鈷合金鍍層處理等方法去改善模具型腔汚染。

    綜上所述，模壓制品的模具型腔污染問(wèn)題，是常見(jiàn)性的。時(shí)有發(fā)生。除上采用上述的一些對(duì)策盡量減少模具污染程度和出現(xiàn)頻次外，只有對(duì)被污染的模具型腔進(jìn)行因地制宜，量力而行的清洗了。目前的清洗方法有機(jī)械清洗，［濕式、干式、手工研磨拋光］。化學(xué)清洗，超聲波清洗。最普遍常用的是化學(xué)清洗［包括酸洗法和堿洗法］，但是要注意環(huán)保和操作人員的個(gè)人防護(hù)。目前市場(chǎng)上還有各種類(lèi)型的洗模液，洗模膠出售，不妨一試。對(duì)于模具型腔因硫化反應(yīng)而被污染的問(wèn)題，人們還在不斷去研究探索更好的方法去改善。