混煉膠:減少噴霜的科學(xué)策略
2025-08-29 14:08:28噴霜(又稱噴出,Blooming)是橡膠制品在冷卻或貯存過程中,配合劑從膠料內(nèi)部遷移至表面并形成析出物的現(xiàn)象。常見析出物包括硫黃、促進劑、增塑劑、抗氧劑和石蠟油等。該現(xiàn)象主要由熱力學(xué)上的溶解度失衡與動力學(xué)上的遷移速率共同控制。當(dāng)配合劑在橡膠基體中的溶解度達到飽和,或與基體相容性較差時,便傾向于向表面遷移。溫度、分子極性與分子量差異等因素也會顯著影響遷移速率和噴霜程度。汽車橡膠硅膠配件廠家電話
噴霜對橡膠制品質(zhì)量帶來多方面的負面影響:在未硫化膠中,可能導(dǎo)致自粘性下降、貼合不良或產(chǎn)生氣泡與分層;在硫化膠中,會影響外觀、削弱附著力,甚至損害耐老化性能;而在終端使用中,還可能降低電氣絕緣性、改變摩擦特性或影響生物相容性,尤其對醫(yī)用橡膠制品更為關(guān)鍵。密封用橡膠硅膠材料表面處理
研究表明,當(dāng)硫黃在天然橡膠(NR)中的用量超過 3 phr,噴霜風(fēng)險顯著上升;促進劑TMTD在EPDM中的臨界溶解度約為 0.5 phr,超出后也極易發(fā)生噴霜。
為從配方設(shè)計角度抑制噴霜,可采取以下策略:
油品選擇與用量控制
建議選用與橡膠基體溶解度參數(shù)相匹配的油類,例如VGC(黏度-比重常數(shù))高于0.90的油品與SBR/BR相容性更佳,低芳烴油(芳烴含量<15%)則更適合EPDM和丁基橡膠。可考慮將環(huán)烷油與石蠟油復(fù)配使用,避免單一石蠟油用量過高。硅橡膠導(dǎo)廚房電器
合理使用增塑劑
應(yīng)避免在極性橡膠(如NBR、ECO)中過量使用強極性酯類增塑劑。推薦選用相容性更優(yōu)的低碳鏈醇酯類(如己二酸二己酯),以平衡增塑效果與遷移性能。橡膠密封圈標(biāo)準(zhǔn)
優(yōu)化硫化促進體系
例如在高乙烯含量EPDM中,可避免使用易噴霜的MBT/TMTD體系,轉(zhuǎn)而采用如“硫黃 2.0 + MBTS 1.5 + ZBDC 2.5 + TMTD 0.8”的通用型配方。也可使用TeDE、DPTT與TMTD復(fù)配的“三個8”協(xié)同體系,以提高配合劑溶解度上限。氟橡膠墊圈
選用適宜硫磺形態(tài)
推薦使用不溶性硫磺(IS),其分散均勻、熱穩(wěn)定性好,可顯著抑制噴霜;應(yīng)避免使用易遷移的斜方硫。儲能器橡膠密封圈
調(diào)整過氧化物交聯(lián)體系
建議選用副產(chǎn)物不易析出的TBEC(如Luperox® TBEC),替代易生成噴霜副產(chǎn)物的DCP。
使用相容性良好的助交聯(lián)劑
如高乙烯基液體聚丁二烯(Ricon® 系列),可增強填料-橡膠界面相容性,減少小分子副產(chǎn)物析出。東莞新能源產(chǎn)業(yè)橡膠硅膠配件定制生產(chǎn)廠家
優(yōu)選抗老劑類型
二烷基-PPD噴霜傾向較高,可改用烷基-芳基或烷基-烯丙基類PPD,在保障抗臭氧性能的同時抑制噴霜。橡膠硅膠材料密封研究
選用特殊橡膠基體
如溴化異丁烯-對甲基苯乙烯橡膠(BIMS),因其飽和結(jié)構(gòu)自帶耐臭氧性,無需額外添加易噴霜的抗臭氧劑。
調(diào)整樹脂與亞甲基給予體
在酚醛樹脂交聯(lián)體系中,可選用HMMM替代易遷移的HMT,以降低噴霜風(fēng)險。橡膠產(chǎn)品定價
在工藝層面也需加以控制:
混煉時應(yīng)嚴格控制溫度,建議借助密煉機冷卻系統(tǒng)將排膠溫度控制在90–110℃之間,避免因高溫導(dǎo)致分散不均和局部過飽和;
可適當(dāng)調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與上頂栓壓力,延長混煉時間并改善分散均勻性;
加入細粒徑滑石粉(約1 μm)可作為功能性吸附填料,減少小分子化合物的遷移和析出。
綜上所述,有效防控噴霜需系統(tǒng)考慮配方設(shè)計、工藝實施及材料選型:應(yīng)避免配合劑過量、提高相容性、選用低遷移性物質(zhì),并在混煉中強化分散與溫控,必要時可選用如BIMS或低乙烯EPDM等本身不易噴霜的橡膠種類。本質(zhì)上,噴霜控制是溶解度與擴散動力學(xué)的雙重調(diào)控,目標(biāo)即使配合劑“留得住、移不出”。
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