發(fā)泡膠擠出管的硫化與發(fā)泡機理
一、發(fā)泡膠擠出管的硫化與發(fā)泡機理
1、硫化與發(fā)泡的配合
硫化速度與發(fā)泡速度要相匹配。不可一方大幅度快于另一方。
硫化速度過快：發(fā)泡劑因受硫化膠強大的機械力無法成功分解出將膠料發(fā)泡。
硫化速度過慢：發(fā)泡劑在膠料完全或接近與完全未硫化的狀態(tài)下分解出氣體將膠料發(fā)泡，但同時膠料的表面也被氣體沖破，以至膠管表面不平整或有氣孔。
兩速度的對比：一般硫化速度需略快于發(fā)泡速度，這樣一個保證膠管表面的光滑，二可讓發(fā)泡劑順利分解出氣體將膠料發(fā)泡。
2、膠管的發(fā)泡過程
微波：膠管的發(fā)泡主要由微波加熱完成。利用微波的熱輻射將膠管從內(nèi)到外加熱，當膠管內(nèi)部剛開始受熱發(fā)泡時，膠管靠外的膠料相對溫度還較低不至于完全硫化導致膠管發(fā)不起來。這樣從內(nèi)到外的加熱方式保證了膠管能夠順利發(fā)泡。
在微波對膠管加熱發(fā)泡的同時也伴隨著硫化，只是此時的硫化沒有達到終的硫化深度。從微波出來后再進入熱空氣加熱段將膠管完成后的硫化。以完成膠管的硫化與發(fā)泡。
二、配方設計
1、生膠
生膠的選擇，主要需考慮：挺性、流動性、硫化速度
挺性：為了能達到需要的挺性不讓膠料在硫化曹傳輸過程中，因為膠料自身重量受壓而導致膠料變形。生膠須選用門尼較高的牌號。
流動性：為了達到擠出所需要的流動性，在選擇生膠時因考慮用門尼較低的牌號
硫化速度：由于發(fā)泡膠通常需要的硫化速度較快，為了滿足硫化速度的需要，在選擇生膠時需要用第三單體含量較高的牌號。
中合各種因素：我們必須根據(jù)膠管的壁厚與大小需要進行選擇。一般情況都選用門尼較高的生膠。也可高底門尼混用。
2、補強劑
一般我們?yōu)榱四z料的流動性著想，都選用流動性較好的碳黑，比如N550
注：為了膠料的流動性，也可加入一定量的流動助劑。
3、硫化體系
發(fā)泡膠管的硫化體系通常要求都很快。必須用到大量的超促及超超促。其中TDEC(TL)效果為佳。速度很快焦燒短。其弊端為存放不。
為了使分解出氣體更容易將膠料發(fā)泡，我們在設計硫化體系時還因注意交聯(lián)密度問題。交聯(lián)密度太大不利于發(fā)泡。如將硫磺用量降低就是比較好的方法。
4、發(fā)泡劑
在選擇發(fā)泡劑時應注意發(fā)泡劑的分解溫度和發(fā)氣量。
發(fā)泡劑分解溫度過低：易導致發(fā)泡先于硫化，不利于膠管的表面光潔。
發(fā)泡劑分解溫度過高：易導致發(fā)泡后于硫化，不利于膠管順利發(fā)泡。
發(fā)氣量：選發(fā)氣量穩(wěn)定的發(fā)泡劑為宜，若發(fā)氣量因溫度的變化而波動很大的發(fā)泡劑不利于膠管尺寸的把握。
注：一般常用的發(fā)泡劑有AC H OT
三、煉膠
1、清潔
煉膠的清潔尤為重要，煉膠過程若由于器具不清潔而混入雜質(zhì)或其它膠料有引起膠管硫化后表面不光潔或氣孔不均勻。
2、膠料停放
膠料混煉完成后(未加入硫化體系及發(fā)泡劑)停放24小時后再返煉加硫后使用為佳。膠料停放一定時間后使用有利于配合劑的分散。
四、工藝
1、擠出機
開始向擠出機喂料時，螺桿旋轉(zhuǎn)速度應開慢些。以免由于螺桿前端在機筒里空轉(zhuǎn)而磨傷螺桿。
擠出機溫度控制，一般在70℃左右。溫度應從喂料段到膠管出口遞增。擠出機的溫度其一可以增加膠料塑性，二是為了給膠料預熱。
擠出機溫度的高低對膠管發(fā)泡有一頂影響。適當?shù)念A熱可以幫助微波段更迅速的發(fā)泡。但擠出機溫度過高的話將影響膠料的焦燒，反而對發(fā)泡不利。
擠出速度一定要和段硫化槽傳送速度相匹配， 擠出速度過快膠管會向地面掉，而過慢會和硫化槽的傳送形成拉扯，將膠管拉細。
2、段高溫
段名為高溫，這段較其它三段短。其作用是利用這段的高溫將膠管表皮結(jié)皮，而不過多對膠管內(nèi)部產(chǎn)生作用。
3、微波段
微波段，也有熱空氣，但其主要是利用微波輻射將膠管從內(nèi)到外加熱。大量的微波使膠料內(nèi)部迅速升溫而引發(fā)發(fā)泡劑的分解將膠管發(fā)泡。由于這段加熱是從內(nèi)到外，所以分解發(fā)泡也由內(nèi)至外。避免了因為膠管外部已經(jīng)硫化而導致無法發(fā)泡。
4、熱空氣
第三段和第四段均為熱空氣硫化。從第二段微波硫化槽出來的膠管已經(jīng)較為充分的發(fā)泡了，但硫化深度不夠，進入第三和四段進行后的硫化。這兩段主要是膠料的硫化，當然同時也伴隨著一定的發(fā)泡。
5、冷卻與剪切
從第四段出來的膠管已經(jīng)完成了所有的硫化與發(fā)泡，進入冷卻槽進行水冷。冷卻后再按照尺寸剪切成需要長度。成品就完成了。
附加
1、各硫化槽傳輸速度的匹配
從段高溫到第四段熱空氣硫化，其傳輸速度是遞增的，由于膠管經(jīng)過每一段其尺寸都在變大，所以速度不遞增的話膠管在硫化槽內(nèi)會彎曲并堵塞。導致膠管出來后不直，甚至在硫化槽內(nèi)長時間堵塞還會起火。具體是傳輸速度要根據(jù)生產(chǎn)時的實際情況調(diào)節(jié)。
2、微波控制膠管發(fā)泡量
微波量的大小可直接影響膠管的發(fā)泡率，一般微波越大則發(fā)泡量就越大，反之則越小。
3、硫化槽傳輸速度對影響膠管尺寸的影響
適當?shù)募哟罅蚧鄣乃俣缺?，可以讓膠管在硫化槽中形成拉扯，可讓膠管尺寸有一定變小。此辦法有時可用來調(diào)節(jié)發(fā)泡管的尺寸。
END