橡膠制品燒邊分析

橡膠制品在硫化時在合模線位置產生明顯開裂的融合不良的現象,一般把它稱為“燒邊”,一但出現,往往產生大量的廢次品,嚴重影響生產的正常進行,下面就對這一現象進行分析,希望對問題的解決有所幫助。

1. 原因分析 橡膠的硫化是一個復雜的化學反應。由于高溫的作用,其間會產生大量的揮發份,當橡膠合模硫化時,由于高壓的作用,橡膠在一個密閉的形腔內成型反應,硫化產生的揮發份無法外泄而形成一定的壓力,隨著硫化反應的進行,揮發份越來越多,內壓也越來越大,終于沖破密閉的型腔沿合模線外泄,而此時硫化已進行了一段時間,表層的橡膠已經硫化失去了流動性,因大量揮發份外泄沖擊而形成的缺陷無法彌補,留在最終的制品上,造成“燒邊”。

以上的分析還只是一種設想,如果是正確的,那么“燒邊”這種現象就容易發生在具有下面特點的制品上:

1. 厚壁制品,因為橡膠熱傳導比較困難,內外層膠料不容易同步硫化,因此,這類制品容易造成制品表層已硫化而內部尚未硫化的燒邊條件。

2. 低硬度制品,因為這類制品在配方設計時往往加入大量的軟化劑,其間會含有更多的低沸點揮發份,在硫化時大量逸出。與高硬度的膠料相比,更容易出現“燒邊”現象。

3. 模具結構設計上容易造成集中排氣的制品。例如圓柱、圓筒形狀的制品,采用兩個半圓組合的分模方式,所有的硫化產生的揮發分都集中從中間分模線位置排出,往往因排氣過于集中而造成“燒邊”。

生產實踐表明,燒邊的制品往往具有上述特點,如果同時具備,“燒邊”出現的機會就更大了。

了解了問題產生的原因,就可以采取相應的措施來預防和避免。

從技術研發的角度來說,解決問題的最佳方式是預防問題的出現,而不是出現了問題再來想辦法解決。

1. 生產工藝 從常用的模壓,壓注和注射三種成形方式來說,對于相同的一種膠料,出現燒邊的機會依次遞減。尤其是注射方式可以把膠料在注入形腔前就精確預熱到較高的溫度,有效縮短了膠料進入形腔后膠料熱傳遞產生硫化反應的過程,特別對于低硬度的厚壁制品,在防止和解決燒邊問題上具有無可比擬的優越性。我公司生產的一款名為BX024產品就是一個典型的例子,低硬度(SHA35),厚壁(15.2mm*24.2mm*39mm)。使用壓注工藝生產,存在明顯的燒邊現象,經過多種配方組合都未能有效消除產品的燒邊現象,不得不采用低溫長時間的硫化工藝,生產效率低,每模產品的硫化時間長達10分鐘,后來采用微波預熱的方式加熱膠料后再壓注,結果有效縮短了硫化時間,燒邊現象也減輕,但是這種方法與注射相比仍有缺點:膠料預熱后還要經過一段操作時間才能壓注進形腔,因為存在焦燒的危險而不能把膠料預熱到很高的溫度,并且無法精確控制預熱溫度,均勻預熱膠料,所以仍然無法達到使用注射工藝的效果。

2. 配方設計 是橡膠制品生產的基礎,好的配方不僅要能滿足制品的性能要求,還要有好的工藝性能和低的成本,能順利高效的生產產品。對于厚壁的低硬度制品,配方設計時應特別考慮出現“燒邊”的可能性。盡量選用低沸點揮發份含量低的軟化劑并注意控制用量;促硫體系的選配要注意盡量選用后效性的品種,以獲得更長的焦燒時間和硫化平坦期;如果有可能還可以增加能提高膠料導熱性能的助劑,使內外層橡膠能盡量同步硫化,避免形成“燒邊”的條件。

3. 模具設計 從模具設計上避免燒邊也是行之有效的辦法。對于具有上述特點產品的模具結構,要盡量采用能分散排氣的分模方式,避免出現集中排氣,如果外觀允許,還可以考慮專門增加排氣孔和排氣槽,既有助于避免“燒邊”問題,同時還可以避免容易形成的缺膠窩氣現象。

4. 硫化工藝 也可以采取措施進行調整。低溫長時間硫化工藝是最常用的一種方式,由于降低了硫化溫度,縮短了橡膠內外層硫化速度的差異;同時由于溫度降低,硫化產生的揮發份減少,因此而產生的燒邊現象也減輕。降低合模壓力,一定程度上分散了硫化揮發份的集中外泄,也有減輕“燒邊”的效果。

上述方法都有助于解決“燒邊”問題。從配方設計上解決,往往受到產品性能和材料成本的限制,不容易見效,解決問題的成本也高。從硫化工藝上解決,也往往帶來生產效率降低的問題。相比之下,選取一個適當的生產工藝,特別是選用注射這種先進的成型工藝,充分考慮模具的分模方式,可以收到事半功倍的效果

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