防止模壓橡膠制品窩氣的措施分析

焦亮 李彤

【摘 ?要】隨著當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，模壓橡膠制品工藝得到了較大的發(fā)展，并且具有相對廣闊的市場前景。不過在模壓橡膠制品的過程中，由于多種因素的影響，而會出現(xiàn)窩氣的現(xiàn)象，導(dǎo)致橡膠制品的質(zhì)量存在嚴(yán)重缺陷。因此本文通過簡述模壓橡膠制品，分析其產(chǎn)生窩氣現(xiàn)象的主要原因，并提出相關(guān)措施，旨在提高橡膠制品的質(zhì)量，減少窩氣狀況。

【關(guān)鍵詞】模壓橡膠制品;窩氣;措施

現(xiàn)階段在我國的橡膠制品市場上，模壓橡膠制品的種類相對繁多，而且形狀各有不同，結(jié)構(gòu)具有一定的復(fù)雜性。在模壓橡膠制品的硫化過程中，窩氣現(xiàn)象的出現(xiàn)會導(dǎo)致制品出現(xiàn)凹痕、氣泡以及雜質(zhì)、缺膠等外觀質(zhì)量缺陷，對模壓橡膠制品的整體質(zhì)量造成較大的影響。因此為保障制品的經(jīng)濟(jì)效益，相關(guān)人員必須采取有效措施防止模壓橡膠制品窩氣。

1 模壓橡膠制品概述

模壓橡膠制品主要是通過具有可塑性的膠料，在經(jīng)過簡單的形狀制作后填入到模具型腔內(nèi)，對其加壓、加熱硫化，可以得到所需形狀的制品。在模壓橡膠制品制作通常適用于形狀較為簡單、膠料硬度相對較低，而且具有較為良好的流動性橡膠制品，其根據(jù)模壓制品的幾何形狀和質(zhì)量要求，在模具結(jié)構(gòu)上確定一個或者多個分合面的機(jī)械加工分離面，包括水平分型面、階梯分型面以及垂直分型面、復(fù)合分斜面等。

2 模壓硫化方法及工藝過程

2.1 模壓硫化方法

模壓橡膠制品的硫化方法主要是將橡膠分子進(jìn)行交聯(lián)，使其形成一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以有效的改善橡膠的使用性能。根據(jù)模壓橡膠硫化方法可以分為熱硫化、冷硫化以及高頻硫化、高能射線輻射硫化等類型。熱硫化即是指利用電或者蒸汽對橡膠進(jìn)行加熱，從而可以用于各種模型制品的加工生產(chǎn)，比如輪胎、膠板、膠帶等。而冷硫化則是使橡膠在常溫環(huán)境中進(jìn)行硫化，一般情況下比較適用于自然硫化膠漿粘合制品。由于膠漿內(nèi)含有超強(qiáng)活性的促進(jìn)劑，在正常室溫內(nèi)進(jìn)行停放即可完成硫化，對于市場上出現(xiàn)的橡膠水管、膠囊等多數(shù)采用此種方法進(jìn)行硫化，可以提高橡膠的粘合強(qiáng)度。高頻硫化是指橡膠在相對均勻的高頻變電廠中，其會隨電場的變化而出現(xiàn)運(yùn)動，促使分子間的相互摩擦或者位移等，在膠料內(nèi)部產(chǎn)生一定的熱量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)硫化過程。高能射線輻射硫化是一種新型的高科技硫化工藝，主要是通過在常溫下放射γ射線，將橡膠分子中的氫原子脫離出來，并在橡膠鏈上形成游離基，可以發(fā)生交聯(lián)作用，促使橡膠直鏈分子可以生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由此可以完成硫化的過程。這中工藝方法可以不使用硫化劑，具有較為良好的物理性能。但是其存在成本較高的缺點(diǎn)，目前只適用于特殊的模壓橡膠制品的生產(chǎn)加工。

2.2 模壓橡膠制品硫化工藝過程

模壓橡膠制品的硫化工藝過程主要包括熱煉、下料、金屬件準(zhǔn)備、硫化等。具體工藝流程如下：

（1）熱煉。模壓橡膠制品在硫化之前首先要進(jìn)行熱煉，其目的是為了防止橡膠在停放時會發(fā)生冷凝，能夠有效的提高塑料的塑性和均勻性。具體工藝實(shí)施方法是將膠料進(jìn)行切碎，再使用抹布浸濕航空汽油或者苯等，將膠料存在的灰塵、標(biāo)記進(jìn)行清理。然后在室溫環(huán)境中晾干10-15分鐘。將其放置在煉膠機(jī)上進(jìn)行熱煉3-5分鐘，通過數(shù)次薄通后，則可以保障膠料的表面光滑柔軟。

（2）下料。這一工序是利用剪子或者預(yù)成型機(jī)等將膠料制作成為所需的形狀和尺寸，并且要保障膠料的形狀與模腔相接近，還要嚴(yán)格控制膠料的重量。

（3）金屬件準(zhǔn)備。在橡膠制品的硫化過程中，為了進(jìn)一步增加橡膠與金屬的附著力，必須要確保模壓金屬件的表面清潔，不得存在銹蝕、油污以及氧化層等。經(jīng)過吹砂作業(yè)處理之后，金屬件的表面較為粗糙、均勻、無金屬光澤。同時在吹砂工藝處理中，所選用的石英砂顆粒的規(guī)格以及壓縮空氣的壓力，都要由金屬件的規(guī)格和金屬件表面的實(shí)際情況確定。而且要注意石英砂必須要經(jīng)過干燥、篩選，保障其吹砂性能。另外對金屬件的準(zhǔn)備還需進(jìn)行鍍黃銅工藝，主要是為了能夠有效的增加橡膠和金屬件的結(jié)合力。

（4）硫化。橡膠在硫化模壓過程中包括裝料、閉模、硫化和脫模等工序，首先通過熱煉使橡膠受熱呈現(xiàn)塑性狀態(tài)，然后將其填入到模腔中，經(jīng)過一定時間后可以成為硫化制品。而且在模壓橡膠制品時，模腔內(nèi)的空氣以及膠料中所含有的揮發(fā)物可能會導(dǎo)致悶氣、窩氣等現(xiàn)象，所以需要進(jìn)行連續(xù)的2-3次預(yù)壓。同時在模壓橡膠制品硫化工序中，對硫化質(zhì)量容易產(chǎn)生影響的因素主要有溫度、壓力以及硫化的時間等。通常硫化溫度越高，則橡膠硫化的速度越快，但如果硫化溫度過高，咋可能會造成橡膠的氧化，降低橡膠制品的耐老化性能。而硫化壓力提高則能夠解決橡膠制品出現(xiàn)氣孔或者脫膠的問題，不過與硫化溫度相同，一旦過量加壓，會對橡膠制品的耐老化能力和耐磨性能受到影響。最后硫化時間對硫化質(zhì)量的影響是非常大的，時間過長或者過短都會造成橡膠止制品的質(zhì)量不高，通常是根據(jù)硫磺的使用量而決定。

3 模壓橡膠制品出現(xiàn)窩氣的主要原因分析

模壓橡膠制品時出現(xiàn)窩氣的主要原因有三大方面，分別是模具結(jié)構(gòu)的影響、膠料配方的影響以及模壓工藝操作的影響。其中模具結(jié)構(gòu)導(dǎo)致窩氣體現(xiàn)在復(fù)雜橡膠制品的加工生產(chǎn)中，由于模具結(jié)構(gòu)的分型線較少，氣體不易排出。同時部分復(fù)雜模具的跑膠槽尺寸過小，甚至沒有跑膠槽，或者是模具不具備排氣孔、排氣孔的位置設(shè)置不合理等，就會導(dǎo)致模壓橡膠制品出現(xiàn)氣泡或窩氣;其二膠料配方設(shè)計不科學(xué)，導(dǎo)致配合劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等，就會在模壓橡膠制品時出現(xiàn)大量的氣泡。另外一方面在硫化過程中，如果膠料自身釋放出一定的氣體或者發(fā)生氣體低揮發(fā)逸出等，就會造成膠料的內(nèi)部和表面出現(xiàn)水分，從而在加熱模壓時發(fā)生汽化，出現(xiàn)窩氣;最后在模壓工藝方面，主要是由膠料的體積和比重等影響，比如半成品質(zhì)量小于成品質(zhì)量等，此外還有橡膠半成品形狀在模腔內(nèi)的擺放位置不合理、硫化過程中加熱加壓速度過快，就會使氣體無法快速排出，進(jìn)而導(dǎo)致窩氣。

4 防止模壓橡膠制品出現(xiàn)窩氣的措施和方法

通過對模壓橡膠制品工藝流程的研究和出現(xiàn)窩氣原因的分析，防止模壓橡膠制品窩氣的主要措施和方法可如下所示：

（1）科學(xué)合理設(shè)計橡膠模具結(jié)構(gòu)，保障其具有適當(dāng)?shù)姆中途€、排氣孔以及跑膠槽等，并且對復(fù)雜的橡膠制品進(jìn)行模壓要采用帶有注壓流膠孔的模具。

（2）合理設(shè)計膠料配方，根據(jù)膠料的特點(diǎn)特性，盡量避免使用含水量較多的材料，同時也要減少使用具有揮發(fā)特性的膠料。如必要采用此類原材料，則要進(jìn)行預(yù)先處理，通過適當(dāng)?shù)臒捘z工藝，將膠料中含有的水分和低揮發(fā)成分進(jìn)行消除。

（3）及時維護(hù)硫化設(shè)備及橡膠模具，在硫化之前需要檢查硫化設(shè)備是否工作狀態(tài)正常，如存在問題要立即進(jìn)行維修處理，防止影響模壓橡膠制品的過程和質(zhì)量。而且要注重清潔模具的氣孔和跑膠槽。

（4）在模壓橡膠制品時對不用產(chǎn)品制作的不同半成品形狀、尺寸等要進(jìn)行合理控制，半成品直徑不得大于模具直徑、高度可以適當(dāng)高于模腔高度，杜絕出現(xiàn)窩氣死角。

結(jié)束語

綜上所述，模壓橡膠制品時，由于橡膠模具結(jié)構(gòu)不合理、膠料配方設(shè)計不科學(xué)以及模壓工藝控制不嚴(yán)格等，就會導(dǎo)致橡膠制品出現(xiàn)窩氣和凹痕。相關(guān)人員則需要通過合理設(shè)計模具、膠料配方、做好硫化設(shè)備養(yǎng)護(hù)工作，控制半成品規(guī)格等，保障模壓橡膠制品質(zhì)量。

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（作者單位：西安航天動力研究所十一室）