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海綿橡膠 |
海綿橡膠是一種孔眼遍及材料整體的多孔結構材料。它的密度小,彈性和屈撓性優異,具有高度的減震、隔音、隔熱性能。其製品種類繁多,形狀各異,被廣泛地應用於密封、減震、消音、絕熱、服裝、製鞋、家電、印染、健身器材和離子交換等許多方面。
海綿橡膠。海綿狀多孔結構的硫化橡膠。有開孔、閉孔、混合孔和微孔之分。可製成軟橡膠或硬橡膠製品。質輕、柔軟、有彈性、不易傳熱。具有防震、緩和衝擊、絕熱、隔音等作用。
基本內容
中文名:海綿橡膠
性能:減震、隔音、隔熱
分類:開孔、閉孔、混合孔和微孔
釋義:多孔結構材料
應用:密封、減震、消音等
特點
用合成橡膠製成的還具有耐油、耐老化、耐化學藥品等特點。廣泛用於汽車、飛機、化學、日用品等工業,用作保溫、隔音、防震材料,以及制座墊、床墊、醫療機械、衛生用品、體育用品等。可由生橡膠中加起泡劑(如碳酸銨、尿素、偶氮二異丁腈等)或上濃縮的膠乳經攪拌鼓入空氣,再經硫化而成。此為海綿橡膠加工成品,在各種行業中廣泛應用
結構
所有的橡膠,EVA(乙烯一醋酸乙烯醋),高苯乙乙烯,以及橡塑共混的熱塑性彈性體,均可用來製造海綿橡膠。具體膠種的選擇,應根據製品的使用條件、製品物化性能的指標、製造方法及加工性能等進行綜合考慮來確定。
普通的海綿橡膠主要選用天然橡膠、丁苯橡膠、丁二烯橡膠;檔次較低(如膠鞋普通中底)的可使用再生膠;高級無臭鞋墊使用EVA/橡膠並用,製造微孔鞋底可採用EVA或高苯乙烯與通用橡膠並用,或採用丁睛橡膠與聚氯乙烯共混;耐油的可選用丁睛橡膠、氯丁橡膠、丁睛橡膠/聚氯乙烯、環氧化天然橡膠等;要求耐熱、耐臭氧老化時,可選用三元乙丙橡膠和硅橡膠;輕質(相對密度小於1)且高硬度(不小於80)、彎折回彈性優異的發泡片材常要用塑料/橡膠並用,單靠sBs或橡膠難以達到此綜合要求。
從使用壽命、工藝、成本等綜合考慮,較為理想的膠種是三元乙丙橡膠、氯丁橡膠;天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠及其與塑料的共混料,多用於製造民用海綿橡膠製品。三元乙丙橡膠、氯丁橡膠多用於製造工業海綿橡膠製品。
製備方法
發泡劑的要求
用于海綿橡膠的發泡劑,應滿足如下要求。
①貯存穩定性好,對酸、鹼、光、熱穩定。
②無毒、無臭、對人體無害,發泡後不產生污染,無臭味和異味。
③分解時產生的熱量小。
④在短時間內能完成分解作用,且發氣量大,可調節。
⑤粒度均勻、易分散,粒子形態以球形為好。
⑥在密閉的模腔中能充分分解。
選擇發泡劑時應該注意以下幾個特性:①分解溫度;②分解氣體的量;③分解時產生的熱量(放熱反應、吸熱反應);④分解氣體和分解生成物的異味、毒性等衛生性能;⑤混煉時的分散性能;⑥與生膠的相容性;⑦與硫化體系的匹配性;⑧對製品的污染性;⑨操作安全性;⑩貯存穩定性等。
硫化體系的選擇設計
海綿橡膠硫化體系的原則是,使膠料的硫化速度與發泡劑的分解速度相匹配。
不同的膠種選擇不同的硫化體系。通用橡膠,如天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠等,採用硫黃一促進劑硫化體系,硫黃的用量為1.5一3.0份。促進劑採用DM(或CZ)與TMTD,PZ,D,M等並用,促進劑M,DM,CZ,DZ,TMTD,PZ等單用或並用也可作海綿橡膠的促進劑,但用量較實心製品多一些。硅橡膠、三元乙丙橡膠、丁睛橡膠、EVA、聚氯乙烯/丁睛橡膠以及某些橡塑共混材料,可選用過氧化物硫化體系,此時應注意過氧化物的用量是按聚合物的交聯效率來計算的,其用量的增減只能控制交聯密度的大小。使用過氧化物硫化的硫化時間,應按它在硫化溫度下的半衰期來決定,一般取其硫化溫度下半衰期的5-10倍即可。
硫化過程中硫化速度與發泡速度的關係
A為焦燒時間,AB為熱硫化的前期,BC為熱硫化的中期,CD為熱硫化後期,D為正硫化點。如果在A點前發泡,此時膠料尚未開始交聯,赫度很低,氣體容易跑掉,得不到氣孔。當在AB階段發泡時,這時薪度仍然較低,孔壁較弱,容易造成連孔。如果在BC階段發泡,這時膠料已有足夠程度的交聯,豁度較高,孔壁較強,就會產生閉孔海綿。若在D點開始發泡,這時膠料已全部交聯,赫度太高,也不能發泡。因此必須根據發泡劑的分解速度來調整硫化速度。
海綿橡膠硫化速度和發泡速度的平衡
發泡早於硫化時,大量氣體分解出來時,橡膠分子仍處於未交聯的自由狀態,形成的氣孔在分解出來的氣體的猛烈地衝擊下孔壁塌陷或破裂,部分氣體由橡膠表面跑掉,造成發泡不足和表面不光滑,形成不均勻的大孔及表皮非常薄的製品;若硫化早於發泡時,當發泡劑開始分解產生氣體時,膠料已產生相當程度的交聯,膠料薪度增大,發泡劑分解出來的氣體受硫化橡膠的束縛難以使橡膠起泡,發泡困難,造成發泡不足。其結果是所生產出來的海綿為厚表皮的小孔製品,發泡程度低、硬度高、彈性低。因此,適當調節硫化速度很重要,因它對海綿橡膠的密度(發泡倍率)、吸水率(開孔氣泡增加而吸水率增大)和表皮狀態是否良好有極大影響。[1]