橡胶问题百问之二：什么是喷霜，喷霜的产生原因及预防措施

wundg

  喷霜又名喷出,是指未硫化胶或硫化胶内部所含的配合物(固体或液体)迁移表面而析出的现象。喷霜是胶料生产中常见的质量问题。
& x2 Z- W3 K3 ~+ Y( r1 F" U4 ^原因分析：
, |/ R4 J! K' P2 ^1 过量配合
1 j! e0 N' s( a各种助剂在橡胶中的溶解度不同,助剂在橡胶中的溶解度越小,越易出现由过量配合(即橡胶中助剂的含量超过其在橡胶中的溶解度)而引起的喷霜。过量配合而喷霜时,往往会带动其它组分一起喷出(这种现象称为被动喷霜),尽管这些被动喷霜物在橡胶中远未达到饱和状态。
2 温度变化
助剂在橡胶中的溶解度随温度变化而变化,一般情况下,温度高时溶解度大,温度降低时溶解度减小。由于橡胶制品通常在室温下使用,一旦外界温度低于室温,配方中一些助剂的含量接近其溶解度而析出,产生喷霜。例如夏季生产的胶鞋出厂检验时合格,贮存到冬季却发现喷霜。
' g9 j: f  |$ `6 t" O7 ^+ J3 欠硫
助剂在橡胶中的溶解状况受硫化条件影响。以NR为例,在正硫化条件下,交联密度最大,游离硫减小,喷硫几率降低,其它助剂穿梭于三维网络的机会也降低,因而喷霜几率降低;反之,在欠硫状态下,网络交联密度相对较小,喷霜几率相应增大"
4 老化
8 v3 U+ b! [$ C: U7 _6 J$ ]老化意味着硫化胶三维网络结构的局部因键断裂而受损,从而消弱了网络结构吸附和固锁配合助剂的能力,助剂向表面迁移导致喷霜"
5 ?" X5 O8 y* M* J5 受力不均
- a1 T, p3 S/ J2 p# i/ y0 j: z橡胶受到外力作用时,往往导致应力集中而使表面破裂,使原来呈过饱和状态的配合助剂微粒加速析出,在裂纹表面形成喷霜,并向周边延扩"
" Q# N5 L* G* \: [" B9 `6 混炼不均
$ K$ b" U: {) h( W混炼不均导致配合剂在橡胶中分散不均,局部会出现配合助剂超过溶解度而产生喷霜"
& T- v2 o6 l$ k' Y9 u9 r% Q, @7 s
预防措施
; g7 K) \, _4 [$ ]& h, I# A(1)掺用SR:SR对助剂的溶解度高于NR,故掺用部分SR有助于预防NR喷霜。
(2)并用促进剂、防老剂:单用一种助剂,用量过少难以达到效果,用量过多又易出现喷霜,故可以并用几种助剂,达到效果从而减小用量。
(3)利用不同配合助剂在喷霜上的互相干扰制约:不同助剂一起配合使用时,有时会出现相互干涉而有助于抑止喷霜,如软化剂、油膏、再生胶等都具有此功能。特别是相对分子质量大的助剂能渗透到橡胶大分子的短链中,可有效吸附易喷助剂。
' u4 g# I- o9 @8 t! W4 Q. R$ S(4)掌握易喷助剂的用量上限,确保配方中各种易喷助剂的用量在其溶解度范围内。
9 l- V9 f6 B. ~(5)混炼胶停放:胶料出型前需经过不少于8h的停放,以使各种配合剂充分分散,同时有助于胶料内部应力的松弛,达到受力均匀、平衡，稳定的分散体系能抑制微粒外喷。
. r3 q6 W" c& L(6)确保硫化胶达到正硫化状态
(7)加强对成品、包装及仓贮条件的管理,成品宜放在塑料袋中密封包装,防止在贮存过程中与日光、氧等接触产生老化,并避免在低温下贮存。
. R. B* s; Y$ A* M! M5 s8 N" V3 f$ J
3 i* [* i4 U; U) I# C各种物质喷霜原因：
$ v+ V& c7 O; w+ L# S硫黄喷霜：
胶料中硫黄用量过多
不溶性硫黄品质不佳
: h0 e8 i8 p' ~+ O% V5 S次磺酰胺类促进剂品质不佳
混炼或加工温度过高
' C) K% I: h8 {  n( H胶料堆放时温度过高

促进剂及其反应产物： 在胶料中用量过大
防老剂及其反应产物： 在胶料中用量过大
! ^7 z  l6 F( e/ b5 [部件存放时间过长
3 |" l1 o; O! p0 q/ K抗臭氧剂及其反应产物：在胶料中用量过大
7 Z; q. K, v6 B; R1 h3 J部件存放时间过长
! [' [- S4 U; D) a硬脂酸： 在胶料中用量过大
$ y5 Q6 y3 h7 ?4 m7 n' S/ Y硬脂酸锌： 硬脂酸和氧化锌在早期加入,且混炼或加工温度较高
; r9 I( ]) b8 o- H  z* L硬脂酸钙： 胶料中的游离硬脂酸与冷却水槽中的硬水反应
蜡(来自配方或油的组分）： 在胶料中用量过大
2 I+ k" ~- L2 R4 F　 油中蜡的质量分数过高
防焦剂的反应产物： 由于混炼或加工温度过高导致
　迟延作用提前
1 m4 U5 o) w. t: p3 E树脂： 部件存放时间过长
; }. c7 I7 Z  C4 ?; Q4 l粘合剂： 部件存放时间过长
5 f# c& p0 W4 K' v: b) j
一个有经验的工程师很容易鉴定出由硫化剂、促进剂、防老剂以及它们之间的反应产物引起的喷霜,而硬脂酸金属盐引起的喷霜则较难鉴定。
0 }9 `+ P2 ]- [2 U" K明天就说如何测定证明橡胶表面的喷霜是何种物质……

fxhero

关于喷霜，已有几位朋友贡献过，不过还是要感谢你带来的好文章！

qianqian

你的文章不错。简洁明了。

胶大

这个问题很有代表性。
- T, R- p1 U. e: p  j( h" ^" j4 A期待楼主更多、更精彩的问题。。

zhangh

很实用，谢谢。

lzl8786

谢谢了！

lzl8786

谢谢了！

guishandong

期待楼主有其他方面更精彩的帖子

dsc152

谢谢了，期待更多的好贴。

hmily

谢谢