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泰州科德橡胶机械-开炼机:橡胶注射成型中的问题及其对策

发布时间:2018-12-30 17:06:00 点击:    编辑:澳门棋牌娱乐游戏平台

泰州科德橡胶机械-开炼机厂家2018年12月30日讯  澳门棋牌娱乐游戏平台的制造是由许多工序组成的复杂的工艺过程。制造过程的最终阶段是决定制品性能的硫化工序 , 该工序赋予制品弹性等诸多性能。制品成型有许多种方法 , 注射成型就是其中之一种 , 这种方法能大批量生产小型精密部件, 被称为高效、经济的生产方法。但是 , 包括该方法在内的整个生产工艺是很复杂的。由于含有多种配合剂的橡胶胶料的不均匀性会导致成型时发生许多问题 , 这些问题的一部分是由于注射成型本身所致 , 除了在工艺过程的最后阶段产生的问题外 , 究其根源是在生产过程的最初阶段 , 这与装置或操作方面的条件设定有关。该文收集了注射成型过程中产生的典型事例(包括注射成型中通常发生的共性问题 ) , 就其发生的原因及解决方法予以说明。

1 孔隙 ( 针孔 )

微小的空隙就是制品注射成型过程中发生的问题 , 特别是在制品表面 ,会经常出现针孔现象,究其原因 , 多半是由于硫化前的胶料中混入了空气或挥发性物质 (例如 :水) , 在低压状态下进行高温硫化时就会膨胀。特别是在硫化不足的状态下从模具中取出时会产生这种缺陷。若延长硫化时间 , 则会降低生产效率。因此 , 有必要对硫化体系作进一步的探讨。作为从胶料中去除挥发物质的对策 , 除了对原材料进行干燥、真空注射成型外 , 还应考虑在容易卷入空气的炼胶作业中尽量减少每批炼胶的量等。另外 ,在原材料的干燥中 , 多数是采用预先向胶料中添加干燥剂 (一般是生石灰 )的方法。除了以上的方法外 , 还可尝试提高胶料粘度的做法。例如 ,将要配合的油料及增塑剂的一部分改换成树脂类添加剂。

2 气泡

初看起来 , 表面光滑的注射成型制品 ,也会在变形时出现斑点 , 形成斑点花纹。这是由于配合剂分散不充分 , 而且多半是由于填充剂类物料造成的 , 当配合剂结团时 , 花纹增大。这种分散不充分现象 , 只要改变炼胶时的投料顺序或延长混炼时间即可解决之。在胶料混炼时 , 要调整粘度与填充剂的添加方法还需要思索一番。若在许可粘度范围之内 , 进行适当的混炼 , 使胶料均匀化 ,则不要求填充剂的混入与分散达到最佳化。为使胶料混炼均匀化 , 在多半情况下 ,需要添加具有相容性的添加剂 , 这种添加剂以树脂成分为主, 在市场上已有销售 (为均质剂, 除了对胶料有均质化作用外 , 对提高填充剂的分散作用也有很大作用。另外 , 在促进填充剂在胶料中的分散过程中还可向胶料中添加具有表面活性的润滑剂 (例如: 由脂肪酸衍生物构成的) , 由于润滑剂可改进填充剂粒子表面的湿润性 , 因而有助于填充剂混入胶料中, 同时也促进了它们在胶料中的分散作用。

3 龟裂

龟裂是浅色澳门棋牌娱乐游戏平台表面产生的现象。其原因是由于紫外线照射致使制品表面氧化。在热与湿度的作用下 , 产生了如同陶器表面上出现的不规则的细小裂纹 ( 参阅图 1 之照片 )。

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图 1 经紫外线照射而现显的不规则小裂纹初看 , 它象水果橙子表面的皱纹 , 一旦受紫外线照射的时间过长 ,制品表面会硬化变脆 , 外观粉化。对此 , 一般采取的措施是 , 添加不变色的酚类防老剂 ,而添加其他类型的防老剂则无效。

4 泛白

澳门棋牌娱乐游戏平台表面发白或发灰现象被统称为泛白。特别是在无应力的自然状态下 , 含有白炭黑等白色填充剂的硫化制品 , 在湿度与温度的作用下 , 因臭氧作用而产生了泛白现象。这是一种在制品表面上有填料粒子析出的现象。如果是 NR 配合 ,希翼使用锌皂 (物理塑解剂) 代替化学塑解剂来调节粘度。建立加入锌皂后再与促进剂 MZ( 巯基苯并噻唑锌盐 ) 和松香各 0. 5 份并用进行塑炼。这样 , 便能使臭氧及氧呈非活性化 , 加之 , 填充剂不会分散不均。在塑炼后进行混炼时 , 通常所用的防老剂、抗臭氧用的石腊是不可缺的。

5 喷霜

澳门棋牌娱乐游戏平台中的配合剂渗出在制品表面形成一层霜状物 , 此种现象称之为喷霜。该喷霜层是呈非结晶状的 , 虽然在硫化前也有出现 , 但大多数是发生在制品硫化以后。当橡胶基体与喷霜物之间的溶解性存在很大差异时会发生喷霜 ( 相分离 ) 。这意味着喷霜物依赖于对橡胶的溶解性限度 , 石蜡、润滑剂、促进剂及其分解衍生物 , 硫黄就是众所周知的实例。对于未硫化胶料中的硫黄喷霜可采取的对策是使用不溶性硫黄 ( 如果注意混炼的温度 )就可以预防喷霜 , 因未硫化胶料喷霜造成的典型质量问题就是胶料粘性不够 , 特别是在轮胎生产过程中 , 会对未硫化部位的成型工艺造成障碍。而在注射成型中该问题几乎不存在。一般来说 , 硫化制品的喷霜对制品的外观与质量有很大的影响 , 但像耐臭氧的石蜡 ,若不喷霜又显不出其效果。在解决喷霜问题时需要分析原始的喷霜物质。若弄清了这个问题 , 虽然可以采取减少喷霜物的添加量等措施 , 但未必能达到预期的效果。在硫化促进剂发生喷霜时 , 改变硫化体系是必要的。当石蜡喷霜时 , 在胶料混炼时应将石蜡的配合量调整到以不喷霜的程度为宜。当润滑剂喷霜时 , 则需要检验润滑剂与橡胶的相溶性, 以前面所述的石蜡为例 , 使用何种类型的润滑剂并进行恰当组合也是防止喷霜的一种方法。有时, 树脂型添加剂会起抑制喷霜的作用 , 这是由于树脂型添加剂混入聚合物基体后 , 能改变与配合成分之间的相溶性的缘故。

6 融合不良

在注射成型模腔内 , 由于胶料流向不同的原因, 特别是在合流部位 ,会出现融合不理想的现象, 融合不佳是由于胶料流动的前端部分受到污染 , 胶料流动性变差 ,在胶料融合前就发生了焦烧现象所致。因此 , 在注射成型制品表面会出现薄薄的流痕及折痕。污染源自胶料中渗出的配合剂成分。作为预防措施 , 首先应考虑采取上一节所述之措施。其次, 还与模具表面跟胶料之间的剥离不充分及因模具受到污染从而造成脱模不良有关。此时,通常可采用外脱模剂硅乳液 , 这种方法虽然简便易行 , 但却由于流痕被包在胶料中而导致融合不良。在这种情况下 ,如果采用使脱模剂在模具表面上反应并固化的所谓半永久型脱模剂 (最近, 用于注射成型的最适合短时间反应的永久型脱模剂) ,即可解决此难题 , 这种脱模剂还有助于胶料流动。另外 , 在提高胶料流动性、缩短胶料的注射充模时间方面应根据胶料的种类 , 选择合适的流动性改良剂 ( 可提高内部脱模性能 , 抑制模具污染) 及有效的添加剂 (润滑剂制品 ) 。当然 , 在注射成型时就模型污染而言 , 模具清洗要尽快完成 , 最节省时间的清洗方法是将模具直接安装在注射成型机上 , 无需卸下即能进行清洗。为此 , 开发成功的硫化型模具清洁胶料( 例如 :可提高胶料的流动性 , 最适合于注射成型 ) , 已得到广泛使用。通常 , 模具清洗用胶料在模具内开始成型的时候 , 要预先弄清楚清洗模具的时间 , 而后 , 才能实施规范的工艺管理 , 采用正确的使用方法。

7 收缩

注射成型制品的缺点之一就是尺寸不稳定, 其主要原因是模具材质与胶料的热膨胀系数不同所致。当然 , 胶料的影响是主要原因。对于这个问题 , 可以采取降低模具温度 ( 硫化温度 )之类的措施 , 例如 , 可以通过增加填料来加以解决。这样 , 便会降低生产效率 , 改变制品在硫化前后的各种性质 , 所以无论如何也不会采纳这种方法。唯一能够采用的手段是降低胶料粘度。对此 , 文中认为 , 有效的方法是添加加工助剂(例如 :反式聚环辛烯树脂 ) , 由于胶料的粘度多半与热膨胀系统有密切的关系 , 所以该方法是有效的手段之一。

8 失真 ( 畸变 )

与模具设计不同的是成品的大小决定于收缩率, 它的畸变会影响产品的尺寸和均匀性。究其原因有欠硫、焦烧等。另外, 胶料流动性差, 过量添加不能均匀填充的热塑性树脂以及以结晶性聚合物为主的配合剂等因素都容易导致制品失真。其解决的办法 ,只有延长硫化时间、改变硫化体系。由于焦烧本身带来较多的派生问题 , 所以很难进行调整。除了在硫化体系方面尽力调整外 , 使用加工助剂是简便易行的手段。如果适当地使用润滑剂则能够提高胶料的流动性、使胶料在焦烧时间内完成被填充的过程。另外像CR 这样以结晶聚合物为主的胶料之不均匀填充也是造成畸变的原因。如前所述 , 在大量配合树脂的情况下 , 硫化制品内橡胶基体与树脂之间产生的应力松驰不同 , 这样就导致了畸变 , 在这种情况下减少树脂用量是不可取的 , 应该改用补强性树脂 , 这才是应采取的措施之一。

9 制品脱模时的被撕裂

在硫化完成之后制品脱模时 , 其撕裂问题与模型设计不够合理、胶料的耐高温撕裂 (热撕裂)差或脱模不当有关。在此 , 暂且不讨论模型设计问题 , 仅就胶料的改进措施进行探讨。更改胶料配方仅限于很小的范围以内 , 作为改善热撕裂的方法 , 依然还是使用加工助剂 , 例如, 通过配合可使胶料的抗撕裂性能得到很大改善 , 。但究其原因, 到现在仍有许多不明之处 , 可将它作为今后的研究对象继续探讨。由于胶料会粘附在模具上 , 脱模时比较困难, 因而不可避免地会导致制品被撕裂 , 关于胶料在模具上的粘附问题 , 将在下文中予以叙述。

10 开模撕裂

开模撕裂的主要原因是胶料的热膨胀 , 模具温度过高 , 或者使用对开模具 , 在厚制品或容易焦烧的胶料的飞边线及分离线处会裂开 , 开模时就会出现开模撕裂现象。在这种情况下 , 可提高锁模力 , 并有必要了解是否胶料中填充过量。采用降低硫化温度的方法会影响制品的物理性能 , 若有必要可延长硫化时间 (但会影响生产效率 ) , 这样 , 便能抑制焦烧, 有效降低膨胀率。向胶料中添加加工助剂, 这对降低注射成型压力、调整充模率是有效的措施。另外,由于热膨胀系数与胶料的粘度有关 , 所以, 添加均质剂对降低胶料粘度也是有效的。

11 粘模与模具污染

即使在硫化前就显示出具有较高粘性的胶料,硫化后粘性消失的事例也很多。但是 , 在硫化过程中 , 会粘模的胶料或者硫化后仍残留着粘性的胶料 , 其粘模现象严重 , 对生产不利。至于粘模的原因 ,有模具表面粗糙或者胶料中配合了容易析出的组分 ,或者欠硫 , 都会造成一开始那样的粘模 ,直至硫化结束仍存在着的粘模现象。应采取的相应措施是 , 先找出原因进行分析,然后解决之。由于不能立即更改通常使用的配方 , 所以多半是采取直接处理模具表面的方式, 例如对模具表面预先进行镀铬处理 , 这已是众所周知的常识 , 另外 ,还有用特弗隆涂层进行处理的方法。

如前所述的外脱模剂、半永久型 ( 形成薄膜反应型 )脱模剂被广泛采用。这主要是它具有能在现场进行处理这一优点 , 这是一种非常简便易行的方法。这样 , 就能达到降低表面能的效果, 使模具表面光滑 ,减少模具与胶料之间的摩擦。由于半永久型脱模剂的 ( 离型) 薄膜对热老化产生的污垢成分和难以解决的粘模问题有作用, 所以对污染严重的胶料不失为一种有效的手段。另外 , 如前所述使用模具清洁胶料 , 可以不用拆卸模具 , 若与半永久型脱模剂同时使用 ,可取得更好的效果。通常采取的办法是 , 向胶料内添加内脱模剂。内脱模剂含有界面活性成分 , 硫化时 , 界面活性成分向模具表面迁移 , 形成极薄的隔离层从而起到脱模作用。由于它在硫化温度下较为稳定, 所以 , 可以作为长效的防止模具遭受污染的措施。其次 , 由于欠硫是模具污染的元凶 , 所以探讨最佳的硫化条件是非常重要的。

12 结束语

注射成型技术人员要面对由各种原因形成的许多技术问题。解决每一个问题的重要前提是, 充分了解胶料配方与工艺流程 , 准确地查出其产生的原因。若查清了原因 , 虽然说不存在万能添加剂 , 但现在可选择的合适的材料很多 , 这对取得准确的信息是不可缺少的。扩大加工助剂的应用范围 , 对改善生产条件及纠正不良措施有明显的效果。


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