“脱模不畅，不仅仅是模具的问题。”
在橡胶制品生产过程中，脱模难题几乎困扰着每一家工厂：制品拉不出来、边缘缺料、模具越用越粘，甚至干脆黏死在模具中……这背后绝非一个“脱模剂用少了”那么简单。
一、模具表面能：决定橡胶与模具“亲不亲”的第di一yi性因素
1. 什么是表面能？
表面能（Surface Energy），也称界面自由能，指的是单位面积上shang分fen子所具有的额外能量。对于橡胶与模具来说，表面能越接近，越容易发生“润湿”和“粘附”。
一般金属模具（如抛光钢、铬镀层）表面能在 30~45 mN/m；
常规橡胶（NR、NBR、EPDM等）固化后表面能为 25~35 mN/m；
而氟橡胶等特殊橡胶表面能可能高达 45 mN/m以上。
2. 接触角决定“粘附性” 接触角 θ < 90° 时，说明橡胶润湿模具表面，易发生粘连；θ > 90° 则较易脱模。
高表面能金属（如未镀膜模腔）+ 高极性橡胶体系（如氟胶）容易造成接触角小、脱模困难。
实测数据显示：
在未处理钢模表面，NR硫化片的接触角约为 65°；
而经PVD氮化钛处理的模具，其接触角可提升至 95°以上，脱模性能显著改善。
3. 脱模剂的作用与误区 脱模剂（如有机硅油、氟素蜡）通过形成低表面能层降低润湿性，但长期依赖会：
在模具微孔积碳，导致“越脱越粘”；
影响后续喷漆、粘接、丝印等二次加工；
对硫化过程的热传导产生不利影响（接触热阻上升）。
因此，提高模具本体的表面工程性能，远比频繁喷脱模剂更可靠。
二、橡胶的流变性：决定是否“充模+释放”的关键维度1. 橡胶不是液体，它是“热-应力”诱导型流体 橡胶在模压过程中，其流动性取决于温度、剪切速率与压力三者的交互。典型橡胶混炼胶的流变特性如下：
| 材料 | 初始粘度 (Pa·s) | 加热120°C后 | 180°C下剪切流动行为 |
|---|---|---|---|
| NR/炭黑体系 | 1.0×10? | 降至 4.5×103 | 偏牛顿型 |
| EPDM/白炭黑体系 | 2.3×10? | 降至 1.2×10? | 偏假塑性 |
| FKM体系 | 3.5×10? | 降至 2.8×10? | 高黏稠，流动性差 |
高粘度体系在充模后极易在复杂模腔形成未充分填充/局部固化提前/气体滞留等现象，这将直接诱发后续脱模困难。
2. 焦烧与平台问题加剧脱模阻力 若配方焦烧时间过短（如t10 ≤ 60s），橡胶还没完全充模就已开始交联，形成局部“树脂状锁模”，造成脱模力急剧上升。
同时，如果硫化平台陡峭、反原时间长（t90 - t10 > 90s），会造成“黏模滞后性”增强——即模具开模时橡胶仍在半交联阶段，出现边缘牵丝、破裂等问题。
3. 填料体系的影响不可忽视 高结构炭黑、高比表面白炭黑容易形成微观凝胶岛结构，增强橡胶的内聚力和表面粘附力；推荐使用低结构炭黑（如N550）或经处理的SiO?，并适当引入分散剂（如TPD、D-80）以降低流变粘度。
三、气体释放：被忽视但最危险的“模腔毒素”1. 哪些气体在硫化中被释放？ 在橡胶硫化过程中，主要释放以下气体：
水蒸气（来源于吸湿性填料、环境湿度）；
小分子胺类、醇类（促进剂和助剂的副产物）；
挥发性组分（如增塑剂、过量的加工油）；
分解气体：如ADC发泡剂的N?、CO?；
空气本身（未排尽）。
这些气体若未及时排出，会在模腔中形成“气垫”，直接影响脱模行为。
2. 气体在模腔中的行为——一个微观视角 气体聚集在模具内表面或制品边缘形成微气囊结构，在开模瞬间爆裂，形成：
成品焦边、局部炭化；
残留模腔积碳（形成脱模困难源）；
重复累积后破坏模具表面镀层、腐蚀纹理。
3. 如何优化气体释放？
设计多级排气槽（0.02~0.05mm深）；
模具结构宜避免深槽、盲孔、突变内角；
控制混炼含气率：开炼末段压片前多次“对折-排气”操作；
控制温差：模具温度均匀度≤±3°C，防止气体聚集。
四、三者如何耦合影响脱模行为？ 当模具表面能高、橡胶流变性差、又伴随气体释放不畅时，会发生复合式粘附-机械锁模-化学粘连现象：
| 脱模困难机制 | 根本诱因 | 常见表现 |
|---|---|---|
| 表面粘连 | 表面能接近，润湿性强 | 成品粘模、局部缺料 |
| 机械锁模 | 交联提前、未充模完全 | 脱模时撕裂、模腔残胶 |
| 微爆碳化 | 气体积聚释放 | 焦边、模具积碳难清洗 |
五、如何系统解决脱模困难？建议策略如下：
优化模具表面
镀层选择：TiN、CrN、氟素类涂层，表面能控制至<25 mN/m；
定期喷砂+镜面抛光，防止微沟积碳；
调整橡胶配方与流变性能
延长焦烧时间（t10 ≥ 90s）；
引入流变调节剂如石蜡油、CPE，改善流动性；
强化排气设计与工艺管控
模具定期“负压抽气试验”检测排气效率；
使用脱气腔或真空模压设备；
控制炼胶含气率<5%，避免因“内气排不掉”产生脱模粘附。
橡胶制品的脱模问题，绝不是简单的“脱不脱得掉”这么粗暴——它是一种工艺、材料与设计之间高度耦合的综合表现。只有理解其底层物理化学机制，才能真正解决问题，而不是头疼医头。
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