胶乳铸模工艺技术应用

武可迁

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0 N" }7 S' s/ y0 b+ d一、概述

& {  j, G- r/ @0 E1 D; C     在胶乳制品生产方法中,模型法是非常古老原始的工艺，但也是一个重要的工艺。应用范围很广。它的制法与浸渍制品恰恰相反，浸渍制品是在模型外表面沉积成膜，而模型制品，则是在模型里面制成，模型内壁的花纹线条，即最终制品外表的形状。这种方法，不但可以制得不同硬度的中空制品，也可用来制造硬质构胶制品。它的最重要用途，是制作军用等高线地图，对医疗事业具有贡献的是可以作假肢和修复面部和身体上的缺陷。也可以用以制造生物标本，电影及舞台上的装饰面具和道具。或气象科学用的大型同温层气球。

二、制造方法
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模型制品的制法，一般根据可使用的模型，及胶乳类型，分为热敏化法和多孔模型法。

1、热敏化法

此法是在将乳中加入适量热敏剂，然后注入金属模型中，加热后，使其胶凝成型，倾击多余的胶乳。金属模型的造价较高，但可长期使用。大量制造同一形状制品时多采用之。这种方法生产的制品，原胶乳中的水份全部残留在半成品中，干燥时间较长，制品容易收缩，湿凝胶强力低，要经仔细处理以防变形。同时使用热敏胶乳，不能大量加入填充剂。所以此法只能用来制造软制品。
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; A5 V! f; _3 Y5 ~" i2、多孔模型法
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此法是利用模型的多孔性，使注入的胶乳，由于模型的吸水，胶乳脱水胶凝面沉积成膜。这种模型，多用石膏制造，成本低廉，但易破碎，孔眼易阻塞。模型只能用几次或几十次，形状复杂或数量较少的制品多采用之。此法所得的制成品，由于大部分水份，也在成膜时被吸入模型中，故干燥较易，制品收缩率较低。但胶乳在模型中停留时间较热敏法长。此法可配入大量填充剂。所以可制得成本低廉和各种硬度的制品。

/ B' \8 \0 ~8 B, o1 d三、模型
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5 W$ ^/ n# q! h( b5 g) U9 D: Z1、金属模型
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4 t' A6 a/ w4 R金属模型多用铝或铝合金制造，它较其他金属热传导快。但合金成分中应避免含铜、锰等有害金属，这将会影响制品迅速老化，模型各部份必须厚度均匀一致，否则由于导热不同，而影响制品的厚度均匀性。反之，如需要制品各部分厚度不同时，也可能据这种原理进行模型设计。
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) {. `# y) s1 N8 ~+ H3 d7 s2、多孔模型
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一般都用石膏制造。但石膏的种类较多，制得的模型质量也出入很大。普通石膏，含有粘土颗粒，制出的模型粗糙，可使制品精密部分，由于使用次数的增加而轮廓不清楚。模型也易破裂。但由于吸水性强，半成品的形成速度快。医用牙科石膏，不含粘土，制品模型表面光洁，使用次数也较多，成本也不高，半成品成型也较快，是较理想的材料。

四、胶乳的配合.
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根据工艺条件和使用的模型，模型制品的胶料可分为下列二类

+ L! G% l9 \8 J& u( ?+ ?0 `0 D1、热敏性胶乳（金属模型用）

1 J' V( U& V2 J5 d7 A在生产上常用的热敏性胶乳，有下列几种：
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⑴ 锌铵复盐法，也称喀山法（kaysam）
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  这种方法是工业上比较常用的，在含有氧化锌的胶乳中加入铵盐，如氯化铵，硝酸铵，硫酸铵或醋酸铵。在温度升高时，利用锌铵格离子的作用使胶乳凝固。下面是配方示例：
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# I( ^, q6 V& f# {5 S     胶乳（蒸发法浓缩胶乳干汁）          100.0

. [7 w! K- k7 f     30%碳酸锌                           15.0
) E. t5 K1 O/ b/ Z; j$ Z
* B8 R8 R) V6 z1 E' S& Z, R9 I     50% 硫 磺                           3.0
4 h0 X0 g8 @! S; ]  S" H7 `
     50%  ZOC                            1.0
: J7 R" I0 L. g: {0 H, j2 a& e
$ \' a. ~" q% ~* D& o+ P     30%硝酸铵                           0.9
. H* I) V9 Q( z/ i  t& `' Y5 h7 Z9 t
% a  P* j9 x/ V. e! C5 ?0 b这种配合胶乳，一般在80～90℃时3～5分钟即胶凝。

⑵    铵盐与表面活性剂并用法

也称|C|法是在上述锌铵复盐法中加入非离子表面活性剂。这种配合的特点是胶料在长期放置时，粘度稳定，很少变化。下面是这种配方的介绍：

   胶乳（离心浓缩胶乳）    100.0

   20%valcastal  Lw             0.1
( s9 X: W1 `3 m3 p- R$ D/ ]5 ~
( a7 Q) m8 r$ n4 i! E7 f  e   30%醋酸铵                   1.5
8 p, g- A* Q1 }; l! O. B1 s
   50%硫  磺                   2.0
3 S1 Q: ?" G. M- P1 |
   50% ZOC                     1.0
! [( Z( ?: W, _- M
   50%氧化锌                    1.5

   20%防老剂                    1.0
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" F+ {' z# S0 W% j; B配合时，先在胶乳中，加入表面活性剂，再加入其他配合剂，最后加入醋酸铵。

% y8 w9 ~3 r9 e! Z) e' C$ N⑶胰酶法，也叫IFC法

6 O9 J# }) }$ }# P# Y此法是利用胰酶来软化枸胶粒子表面蛋白质保护层，而使胶乳失去稳定性，具有热敏化作用。胰酶的用量一般为60%离心浓缩胶乳每100份加入10%胰酶液一份。在密闭的容器中静置约二天，下面是这种配方的介绍：

     胶乳（已用胰酶处理过的60%胶乳）  100.0

     50%  ZDC                         0.6

     50% 硫 磺                         1.2

     50%氧化锌                         1.8
' @: }) D. x2 m- e; I. X: E
     10%藻酸铵                         1.0
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6 F' _- V) ^8 j4 j8 S! v     20% 酪 素                         0.036

& S7 ?  f3 L5 X5 |这种配合胶乳，在85℃左右即胶凝。
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2、一般配合胶乳（多孔模型用）
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! g* B: h% e. }+ K& m8 ?7 R    多孔模型用胶乳的配合与一般胶乳制品基本相合。由于多孔模型具有吸水性，应避免用水溶性促进剂，以防为模型所吸收，影响硫化效率。胶乳中的稳定剂应避免用酪素一类保护胶体，他们能影响成模速度和延长干燥时间。

# M" |& Y2 E3 X" v4 R& O1 A, O    多孔模型与胶乳开始接触时，胶乳的沉积速度很快。但当在模型上形成薄膜后，则沉积速度显著下降。这是因为所形成的胶膜影响了吸水进行。在胶乳中加入少量的明矾，皂土或填充剂碳酸钙等可以改进沉积速度。因为这些物质能使胶乳因絮凝作用，而使凝膜粒子之间的空间加大，使胶乳中的水份较容易的穿过凝胶而渗入模型中。明矾的用量，可根据胶乳的具体稳定情况决定。一般为干胶含量的0.6～1.2%，这样能使模型与胶乳接触时间缩短为未加明矾的1/5～1/6。
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) E  ~! W: ?$ r0 V, \    皂土对胶乳的沉积速度，有着显著加速作用，当它的用量为干胶的1%时，则在同一时间内的沉积厚度即为未加皂土的2倍。非离子表面少性剂如Valcastab Lw与皂土并用也有明显的加速沉积的效果。如胶乳中加入Valcastab Lw 0.5与皂土1份并用与不加入此材料对比，在沉积30分时，胶膜厚度增加2倍以上。
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# G+ c$ q* b! K# y多孔模型用的胶料，可以加入大量的填充剂，如碳酸钙，陶土。但这些材料，种类较多，成分复杂，易引起胶乳的不稳定，一般大量使用前，应作少量的配合试验。
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8 S" Q1 B& H9 ?1 G7 _: C由于填充剂的大量使用，可以制成各种硬度不同的产品，说明碳酸钙用量与硬度的关系。

调节填充剂，制成硬度品时，制品的扯断强力及冲击强度，均因填充剂用量的增加而降低。但增加硫磺用量时，扯断强力，随硫磺用量增加而增大，而冲击强力则减小。

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感谢武老师!感谢分享。

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楼主十分有经验，感谢分享。