橡胶制品分层(delamination)是指在橡胶制品中,局部区域出现橡胶与橡胶之间不粘合的现象,通常表现为界面结合不良、层状剥离、制品内部或表面的分层裂纹等。该现象严重影响制品的力学性能、密封性能、耐疲劳性能及耐久性,甚至导致橡胶制品在使用过程中提前失效。因此,分析分层的原因,并采取针对性的解决方案,对橡胶制品的质量提升具有重要意义。
主要原因分析
一,混炼工艺问题
(1) 混炼不均
问题描述:混炼过程中填料、硫化剂、促进剂等组分分散不均,导致局部胶料性能差异,使层间结合力下降,最终产生分层。
解决方案
增加混炼时间,确保填料和硫化剂均匀分布;
采用双阶混炼工艺,先低温混炼填料,再高温混炼硫化剂和促进剂;
适当提高混炼温度,使配合剂更均匀分散。
(2) 混炼胶存放时间过长
问题描述:混炼后的胶料存放时间过长,可能导致表面氧化、硫化活性下降,进而影响层间粘合性。
解决方案
控制混炼胶存放时间,避免存放超过24小时;
存放时用塑料薄膜包裹,避免氧化;
存放环境保持恒温、恒湿,避免过度挥发或受潮。
(3) 胶料含水或含杂质
问题描述:混炼过程中如果胶料含水分或夹杂杂质(如灰尘、油污),可能导致层间结合力下降。
解决方案
控制胶料的水分含量,避免在高湿度环境下存放;
在使用前检查胶料是否有杂质,并进行必要的清理。
二, 成型工艺问题(1) 层间污染
问题描述:在贴合或叠层过程中,胶料表面若被污染(如手汗、灰尘、油污、脱模剂等),可能导致层间结合力下降,引起分层。
解决方案
避免污染,操作人员佩戴手套,避免手汗或灰尘污染胶料;
清理表面,用乙醇或适当溶剂擦拭胶料表面,去除油污;
避免脱模剂残留,检查模具表面脱模剂的使用情况,确保其不影响橡胶粘接。
(2) 压延或贴合压力不足
问题描述:橡胶贴合时,如果压力不足,层间接触不充分,粘合不牢,导致硫化后分层。
解决方案
提高压延或贴合压力,确保层间充分接触;
优化压延温度和时间,避免胶料冷却过快,影响贴合效果;
调整辊距,确保压延过程中胶料受力均匀。
三, 硫化工艺问题(1) 硫化压力不足
问题描述:硫化过程中如果压力不足,橡胶层之间不能充分贴合,导致界面结合力下降,引发分层。
解决方案:
提高硫化压力,确保胶料各层充分结合;
优化模具设计,确保压力均匀分布;
适当延长硫化时间,确保橡胶充分流动并结合。
(2) 硫化不足
问题描述:硫化时间过短或温度过低,可能导致交联密度不足,使橡胶层间结合力下降,最终导致分层。
解决方案:
优化硫化时间和温度,避免硫化不足;
进行硫化曲线测试,找到合适的硫化条件;
增加硫化剂含量(如果可能),确保硫化反应充分进行。
(3) 过硫化
问题描述:硫化时间过长或温度过高,会导致橡胶过硬,内部应力增大,层间结合力下降,甚至导致分层或脆裂。
解决方案:
控制硫化时间和温度,避免过硫化;
调整促进剂用量,优化硫化速率;
采用缓慢升温硫化方式,减少内部应力。
四, 使用环境因素
(1) 老化问题
问题描述:橡胶长期暴露于高温、氧化、紫外线等环境下,可能导致表面老化,降低层间结合力,引起分层。
解决方案:
配方中添加抗氧剂、紫外线吸收剂,提高橡胶耐老化性能;
避免橡胶制品长期暴露在阳光直射环境;
采用适当的涂层或包覆,如涂覆耐老化涂层,延缓老化。
(2) 介质侵蚀
问题描述:某些化学介质(如油、溶剂、酸碱等)可能渗透橡胶层间,使粘合力下降,引发分层。
解决方案:
选择耐介质性能较好的橡胶,如耐油的NBR、耐酸碱的EPDM等;
采用适当的表面处理方法,如涂覆耐溶剂涂层,提高橡胶的耐介质性能。
针对同一种胶料的橡胶制品分层,主要应关注混炼、成型、硫化及使用环境四个方面。通过优化混炼工艺、提高成型贴合质量、优化硫化参数以及提高橡胶的耐老化性能,可以有效减少或避免分层现象,提升橡胶制品的质量和使用寿命。
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