氟橡胶生产过程的优化
目前国内使用的氟橡胶主要以26型为主,其消耗量占氟橡胶总消耗量的80%以上,本文阐述的问题是基于26型氟橡胶的生产实际的。氟橡胶是一种主链或侧链的碳原子上含有氟原于的高分子弹性体,按其分子结构一般可分为26型(偏氟乙烯-六氟丙烯)、246型(偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯)、四丙氟橡胶(四氟乙烯-丙烯)、C型氟橡胶(偏氟乙烯-六氟丙烯-CSM)。26型氟橡胶是最通用的氟橡胶,氟含量一般为66%,它可用二元胺和双酚类亲核试剂硫化;246型交联方式同26型一样,氟含量为68%以上,耐温和耐油性能更加突出,但压缩永久变形和弹性性能下降;四丙氟橡胶是过氧化物硫化型的氟橡胶,它有突出的耐低分子醇、酮、酸、酯的性能,但其工艺性非常差;C型氟橡胶分子中引入了含官能团的第三弹体,使用过氧化物同交联助剂的硫化系统交联,其生胶门尼粘度低,流动性良好,物理性能方面具有26型和四丙氟橡胶的优点。
26型的氟橡胶牌号很多,门尼粘度[ML(1+4),121℃]范围宽(可为20-160),且不同的门尼粘度具有不同的工艺性能,适用的产品类型及加工难度也各不相同。不同牌号的分子量分布也不一样,某些分布很宽,一部分则很窄,这在一定程度上影响了材料的某些性能。从配方的角度讲,氟橡胶的配方相对比较简单,主要包括吸酸剂、补强填充剂、加工助剂、硫化剂,但这些材料对胶料的混炼工艺、硫化胶性能、混炼胶的硫化工艺性能都有很大的影响。本文从氟橡胶生产中存在的问题及产生的原因着手,提出解决办法。
常见的氟橡胶生产问题主要包括:混炼时粘辊,混炼胶有白色颗粒,半成品表面粗糙,产品容易撕裂、缩裂,模具污染严重,接头部位有痕迹,缺胶,表面有裂纹,硫化速度慢,产品变形,尺寸不稳定等。
1 主要问题及解决对策
1.1 混炼时容易粘辊。
混炼时容易粘辊主要表现为在混炼过程中胶料同时包前后两辊,或者胶料紧紧贴住后辊。前者导致粉料容易压成片状并掉落,造成粉料分散不均匀;后者使得胶料无法翻炼,延长混炼时间,加大了混炼难度。造成胶料粘辊主要是低门尼或低分子量含量过多的生胶造成的。一般来讲,门尼粘度[ML(1+4),121T]在70左右的生胶混炼工艺良好,进口的氟橡胶生胶或预混胶的门尼大多在50以下,这也是进口胶一般较容易粘辊的主要原因。另一方面,分子量分布对混炼工艺也有一定的影响。目前的国产胶大多都是宽分子量分布的,高分子量提供胶料的物理性能,低分子量提供加工性能。一旦低分子量的胶含量过多,就会造成胶料粘辊。
这一问题的解决措施在于选用门尼粘度/ML(1+4),121℃)为70左右的生胶,同时选用分子量分布较窄或者低分子量含量适中的生胶;加入少量加工助剂,如低分子量聚乙烯、硬质蜡如棕榈蜡、氟蜡或VPA N.2、VPA No.3等。
1.2 混炼胶有白色颗粒
混炼胶有白色颗粒主要表现为混炼胶表面有白色颗粒或白点,切开混炼贮后,切面的白色颗粒或白点更加明显。这一方面会影响产品的外观,造成产品表面有白点;另一方面也会对硫化胶性能产生一定的影响,使硫化胶的性能如硬度、拉伸强度不均匀。这种白色颗粒或白点一般都是由于配合剂中的某种或多种材料分散不均匀造成的。在氟橡胶的配方中,不容易分散的配合剂主要是包括Ca(OH)2和MgO等吸酸剂,以及其他已受潮的配合剂。
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