橡胶制品喷霜的产生原因及解决措施

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1、橡胶制品喷霜的产生原因及解决措施喷霜是橡胶制品生产中常见的质量问题，对半成品粘合性能和成品使用性能影响很大。本文论述橡胶制品产生喷霜的主要原因及解决措施。1　配合剂喷出或渗出1.1　硫磺　　（1）产生原因硫磺是橡胶最常用的硫化剂，也是极易喷出的配合剂。不同橡胶中硫磺的溶解度不同（如表1所示），同时温度对硫磺的溶解度影响较大（如图1所示）。要说明的是，本文所指溶解度是在一定温度下100份生胶中配合剂达到饱和溶解时的份数。从表1可以看出，硫磺较易溶于CR，BR，SBR和NR，较难溶于EPDM，IIR和CIIR。表1　硫磺在橡胶中的溶解度（153℃）　　　　份橡　胶溶解度

2、橡　胶溶解度NR（RSS1#）15.3CR（WRT）＞25.0SBR150218.0IIR9.7BR（顺式1,4－结构）19.6CIIR9.8EPDM12.2温度对NR中硫磺（α－硫晶体）溶解度的影响从图1可以看出，硫磺在NR中存在不同的溶解状态。当硫磺用量小于饱和溶解度时，硫磺处于稳定溶解状态；当硫磺用量大于饱和和过饱和溶解度时，硫磺分别处于亚稳定和不稳定的溶解状态，这时温度降低会导致硫磺结晶析出并迁移到橡胶表面，产生硫磺喷出现象。另外，硫磺在橡胶中的溶解度与其结晶形态有很大关系。普通硫磺在常温下呈环状结构，为斜方晶体α－硫，可溶于橡胶；α－硫晶体加热到96℃后再

3、冷却，即变成β－硫晶体，β－硫晶体在橡胶中的溶解度较小；β－硫晶体加热到120℃，则变成液体μ－硫；μ－硫加热至沸腾并迅速冷却则变成弹性硫磺，即不溶性硫磺。不溶性硫磺具有不溶解、不结晶、不迁移的特点，加入橡胶中不会产生喷出现象。（2）解决措施①调整胶料中硫磺的用量，使其在胶料或/和制品储存及使用条件下处于稳定溶解状态。②在保证产品质量和加工工艺的条件下，采用硫磺溶解度较大的生胶体系。③在生产成本和加工工艺允许的条件下采用不溶性硫磺全部或部分替代可溶性硫磺（加工温度过高会导致不溶性硫磺转变成可溶性硫磺）。1.2　促进剂和防老剂　　（1）产生原因由于促进剂和防老剂分子的

4、极性和结构等与橡胶分子差异较大，因此促进剂和防老剂与橡胶的相容性均较差，当其用量超过溶解度或温度变化较大时，很容易产生喷出现象。几种促进剂在橡胶中的溶解度见表2。从表2可以看出，促进剂在极性高、饱和度低的橡胶，如CR和SBR中的溶解度较大，在极性低、饱和度高的橡胶，如IIR和EPDM中的溶解度较小。表2　促进剂在橡胶中的溶解度（153℃）　　　　份橡　胶DMDOTGTMTDNR（RSS1#）11.811.812.0SBR150217.022.0＞25.0BR（顺式1,4－结构）10.810.0＞25.0EPDM6.45.33.8CR（WRT）＞25.0＞25.0＞2

5、5.0IIR5.04.43.8CIIR4.07.02.5单用一种促进剂和防老剂时，要达到预期的效果，促进剂和防老剂的用量均较大，易产生喷出现象。（2）解决措施①分别采用两种或多种促进剂和防老剂并用，使每种促进剂和防老剂的用量在其溶解度范围内。②在满足胶料物理性能和加工工艺要求的前提下，分别采用溶解度大的促进剂和防老剂做主促进剂和主防老剂，采用溶解度小的促进剂和防老剂作辅促进剂和辅防老剂。同时，注意分别采用有协效性作用和促进剂和防老剂并用（如终止链反应型防老剂与破坏氧化物型防老剂并用），从而有效减小促进剂和防老剂用量。③促进剂与硫磺配合时，如果促进剂Ｍ与硫磺配合时会强

6、化喷霜现象，应改用其它促进剂。1.3　无机填料（1）产生原因无机填料主要指白炭黑、碳酸钙和碳酸镁等，其形态和物性与橡胶完全不同，与橡胶的相容性较差。当无机填料用量较大时，在胶料内部弹性应力作用下无机填料会从橡胶表面，尤其是龟裂表面喷出。另外，橡胶制品欠硫及存放于湿热环境中等也易出现填料喷出现象。（2）解决措施①采用偶联剂等表面处理剂改性无机填料，使填料粒子与橡胶分子发生化学结合并形成网状结构，降低填料的迁移性。②调整胶料配方及加工工艺，保证产品的硫化程度。③提高制品的耐老化性能，防止表面龟裂。④胶料和制品密封存放，避免长期暴露在温热环境中。1.4　油料　　（1）产生

7、原因油渗出是橡胶分子链运动时瞬时局部分离，油分子在一定动能下从橡胶分子间钻出的结果。油分子钻出的几率与橡胶分子链的运动性、链节长度、油用量、粘度、分子结构、与橡胶的相容性以及温度等密切相关。一般来说，用量适当、粘度较高、分子结构较复杂以及与橡胶的相容性好的油较小渗出。（2）解决措施①尽可能选用与生胶相容性好的油，如芳烃油和煤焦油等。②在满足胶料工艺和制品物理性能要求的前提下，尽量减小油用量。③采用高分子增塑剂，如液体NBR、聚酯类增塑剂等替代增塑剂油。2　并用胶喷霜　　（1）产生原因由于不同橡胶的分子结构、相对分子质量及分布、结晶能力、表面张力、热力学相容性等差