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

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  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。
5 {2 Y. `/ L; E. U; \原因分析：
1 过量配合
$ G+ ^( |; L" }& ~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。
4 w- k' k; n- o: }+ ?2 温度变化
* S; b+ ]9 o& [, M7 q( }0 p. W0 g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。
3 欠硫
4 `% `: k# K1 r2 T3 d0 y' A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"
6 M2 U6 Z5 S% Y/ E( u0 u4 老化
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 受力不均
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"
6 混炼不均
$ R! {7 N. S* d) x5 x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"

预防措施
! |: Y& S% P/ B(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。
3 {3 F- C8 N; z+ E: d0 P* m(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。
(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。
(6)确保硫化胶达到正硫化状态
/ T5 }7 d! }3 }1 n8 y! q(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。
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各种物质喷霜原因：
9 q( C% T: ~) r  `硫黄喷霜：
6 J% A& M" k1 F  W8 z3 f7 H胶料中硫黄用量过多
不溶性硫黄品质不佳
2 }: U6 B+ t9 d- m1 Y次磺酰胺类促进剂品质不佳
: z: `, z' p/ h4 i/ \% U) V混炼或加工温度过高
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
2 T9 B% n6 E& z) ~+ v, T' C防老剂及其反应产物： 在胶料中用量过大
9 i" S' E2 P# L2 K4 y部件存放时间过长
( G, y& t0 ~. D( W8 \0 t, d# W抗臭氧剂及其反应产物：在胶料中用量过大
部件存放时间过长
硬脂酸： 在胶料中用量过大
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
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
7 y& L8 N9 u) t% A- u0 Q/ r5 L　 油中蜡的质量分数过高
& D0 }7 \( k6 _9 ?6 S( z防焦剂的反应产物： 由于混炼或加工温度过高导致
: g# Y0 W- M: R1 s/ X# {( P) z　迟延作用提前
" {. I1 H7 s% Q1 K树脂： 部件存放时间过长
粘合剂： 部件存放时间过长

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。
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。
; v- M9 G* J5 X1 R1 v- G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