胶乳铸模工艺技术应用

武可迁

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6 T( k- r! V/ U  h: }一、概述

     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

/ I0 E( M/ Z: W3 @1 m3 J0 n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。
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7 r6 l, |' l( M5 Q4 d+ u4 q1 s! w1、热敏化法

  l/ W8 ~0 Z( O9 I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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2、多孔模型法

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。

三、模型
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1、金属模型
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# H, j) D( D8 ?8 @5 n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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2、多孔模型

9 E8 p# G7 j; C( G" \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。
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四、胶乳的配合.

) z* Z" B( m: C. |" ]6 D0 q! b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
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1、热敏性胶乳（金属模型用）

在生产上常用的热敏性胶乳，有下列几种：
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3 I" S& F; c) |) d1 V: O! W⑴ 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：

     胶乳（蒸发法浓缩胶乳干汁）          100.0
% P4 n* O! k1 A* z) F8 l+ Q% I  \
, }, r5 o) n; Y0 r7 [3 D& x     30%碳酸锌                           15.0
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     50% 硫 磺                           3.0
4 g- A7 z- g2 e" Z3 J( P2 r# j& ~
- y  u* D- k: J% k     50%  ZOC                            1.0

     30%硝酸铵                           0.9

这种配合胶乳，一般在80～90℃时3～5分钟即胶凝。
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$ m+ S8 \; b6 U5 `⑵    铵盐与表面活性剂并用法

5 ]8 b+ W9 C" J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：
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' y6 V+ e; C) x7 D, s" T   胶乳（离心浓缩胶乳）    100.0

8 J+ j( J& F# V+ T7 l& R0 c. D   20%valcastal  Lw             0.1
* B, C8 u$ L$ ]2 Z/ h, c
   30%醋酸铵                   1.5

! X5 z* P5 V5 g; t, Y3 r" l  T2 ?   50%硫  磺                   2.0
8 e+ R' z+ S. m; R9 L- ?
  n$ y/ d& U5 u7 G. d- G+ E   50% ZOC                     1.0
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   50%氧化锌                    1.5
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. E% P# `1 L% S9 ^& i  q   20%防老剂                    1.0

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。
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# G' `* `" w7 t# g3 B3 |⑶胰酶法，也叫IFC法

7 ?+ U* q3 L6 |- A  E" v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：
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     胶乳（已用胰酶处理过的60%胶乳）  100.0

! A8 V' g* F; P3 a  b" H     50%  ZDC                         0.6

* M+ Z2 J# F: b( B, I     50% 硫 磺                         1.2

1 A# H2 Z9 R4 Q0 X; A' J7 b3 t1 P     50%氧化锌                         1.8
( P$ B4 ]6 M3 O
* y, y3 H* l0 u9 T. X4 K     10%藻酸铵                         1.0
$ u: i" ?7 T5 ^6 P  h1 Z
% ?" h3 ?$ W, f3 T0 v. ^% [7 v( S     20% 酪 素                         0.036

这种配合胶乳，在85℃左右即胶凝。
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$ h' x* ?  s$ H' _' k# {2、一般配合胶乳（多孔模型用）

+ S( u8 y& B6 w+ Q    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。

    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。

    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。

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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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。