橡胶烧边现象及解决办法

 

    1． 原因分析  橡胶的硫化是一个复杂的化学反应。由于高温的作用，其间会产生大量的挥发份，当橡胶合模硫化时，由于高压的作用，橡胶在一个密闭的形腔内成型反应，硫化产生的挥发份无法外泄而形成一定的压力，随着硫化反应的进行，挥发份越来越多，内压也越来越大，终于冲破密闭的型腔沿合模线外泄，而此时硫化已进行了一段时间，表层的橡胶已经硫化失去了流动性，因大量挥发份外泄冲击而形成的缺陷无法弥补，留在最终的制品上，造成“烧边”。

 

    以上的分析还只是一种设想，如果是正确的，那么“烧边”这种现象就容易发生在具有下面特点的制品上：

 

    1.  厚壁制品,因为橡胶热传导比较困难,内外层胶料不容易同步硫化,因此,这类制品容易造成制品表层已硫化而内部尚未硫化的烧边条件。

 

    2. 低硬度制品,因为这类制品在配方设计时往往加入大量的软化剂,其间会含有更多的低沸点挥发份,在硫化时大量逸出。与高硬度的胶料相比，更容易出现“烧边”现象。

 

    3.  模具结构设计上容易造成集中排气的制品。例如圆柱、圆筒形状的制品，采用两个半圆组合的分模方式，所有的硫化产生的挥发分都集中从中间分模线位置排出，往往因排气过于集中而造成“烧边”。

 

    生产实践表明，烧边的制品往往具有上述特点，如果同时具备，“烧边”出现的机会就更大了。

 

    了解了问题产生的原因，就可以采取相应的措施来预防和避免。

 

    从技术研发的角度来说，解决问题的最佳方式是预防问题的出现，而不是出现了问题再来想办法解决。

 

    1. 生产工艺 从常用的模压，压注和注射三种成形方式来说，对于相同的一种胶料，出现烧边的机会依次递减。尤其是注射方式可以把胶料在注入形腔前就精确预热到较高的温度，有效缩短了胶料进入形腔后胶料热传递产生硫化反应的过程，特别对于低硬度的厚壁制品，在防止和解决烧边问题上具有无可比拟的优越性。我公司生产的一款名为BX024产品就是一个典型的例子，低硬度（SHA35），厚壁（15.2mm*24.2mm*39mm）。使用压注工艺生产，存在明显的烧边现象，经过多种配方组合都未能有效消除产品的烧边现象，不得不采用低温长时间的硫化工艺，生产效率低，每模产品的硫化时间长达10分钟，后来采用微波预热的方式加热胶料后再压注，结果有效缩短了硫化时间，烧边现象也减轻，但是这种方法与注射相比仍有缺点：胶料预热后还要经过一段操作时间才能压注进形腔，因为存在焦烧的危险而不能把胶料预热到很高的温度，并且无法精确控制预热温度，均匀预热胶料，所以仍然无法达到使用注射工艺的效果。

 

    2. 配方设计 是橡胶制品生产的基础，好的配方不仅要能满足制品的性能要求，还要有好的工艺性能和低的成本，能顺利高效的生产产品。对于厚壁的低硬度制品，配方设计时应特别考虑出现“烧边”的可能性。尽量选用低沸点挥发份含量低的软化剂并注意控制用量；促硫体系的选配要注意尽量选用后效性的品种，以获得更长的焦烧时间和硫化平坦期；如果有可能还可以增加能提高胶料导热性能的助剂，使内外层橡胶能尽量同步硫化，避免形成“烧边”的条件。

 

    3. 模具设计 从模具设计上避免烧边也是行之有效的办法。对于具有上述特点产品的模具结构，要尽量采用能分散排气的分模方式，避免出现集中排气，如果外观允许，还可以考虑专门增加排气孔和排气槽，既有助于避免“烧边”问题，同时还可以避免容易形成的缺胶窝气现象。

 

    4. 硫化工艺   也可以采取措施进行调整。低温长时间硫化工艺是最常用的一种方式，由于降低了硫化温度，缩短了橡胶内外层硫化速度的差异；同时由于温度降低，硫化产生的挥发份减少，因此而产生的烧边现象也减轻。降低合模压力，一定程度上分散了硫化挥发份的集中外泄，也有减轻“烧边”的效果。

 

    上述方法都有助于解决“烧边”问题。从配方设计上解决，往往受到产品性能和材料成本的限制，不容易见效，解决问题的成本也高。从硫化工艺上解决，也往往带来生产效率降低的问题。相比之下，选取一个适当的生产工艺，特别是选用注射这种先进的成型工艺，充分考虑模具的分模方式，可以收到事半功倍的效果。