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    乳膠工藝配方與硫化工藝詳解

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    無錫純天然乳膠被供應商
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    編輯時間 : 2021-04-25
    標簽 : 無錫純天然乳膠被供應商

    一、膠乳配合的概念

     ?、倌z乳配合方法與生膠是根本不同的。

     ?、谟捎谀z乳是一個水分散體系、流動性較好,配合劑在膠乳中分散比在強韌的生膠中分散所需的機械力要小得多,因此,膠乳配合用的設備都屬輕型設備。

     ?、塾捎谂浜蟿┐蠖鄶禐椴蝗苡谒墓腆w粉末和液體,因而必須先進行處理才能加入膠乳中。

     ?、芄腆w粉末配合劑必須先經過濕法分散粉碎制備成水分散體。不溶于水的液體配合劑也必須先制備成乳狀液。

      二、膠乳配合時須考慮下述幾點要求

      a.根據膠乳制品的不同使用要求,選擇不同品種不同類型的膠乳。

      b.在膠乳配合時,要補加足夠的穩定劑。在配合劑選擇上除要考慮制品的物理機械性能及化學性能外,還要考慮在加工時對膠乳穩定性的影響。

      c.制備的配合劑水分散體和乳狀液必須呈中性,所帶的電荷和膠乳的電荷相同。一定不能含有對膠乳的穩定性有不利影響的試劑。

      d.配合膠乳的貯存穩定性必須和使用之前所需要的貯存時間相適應。

      e.在不降低制品性能要求的前提下,為了降低成本,可以在膠乳中加入填充劑。

      各種膠乳制品的配方與生膠的配方原理基本上是相似的。膠乳配方的計算方法也是以生膠的基本配方為基礎,并經過換算成一定濃度的濕料配比,再根據要配制膠乳的重量和所要求的總固形物含量,分別求出各種分散體和乳狀液的實用量和水量。

      三、同一種膠乳配方可以表示成三種形式

      a.在任何配方里均以膠乳中的干膠重量為100份,其它各種配合劑都相對以重量份來表示,即干比。

      b.根據生膠乳和各種配合劑的混料濃度,計算出各自的濕比。

      c.根據要配制的膠乳重量,計算出實際生產配方的實比。

      這幾種配方之間可以進行換算。千比與濕比的換算依下式進行: A——要配制的配料膠乳總重;

      B —一總混比;

      Y——要求的膠乳或配方配劑的濕比。

      補加水量可按下式計算:

      下圖為膠乳配方配合比的具體實例。

    原材料名稱

       

    干重量比

       

    濕料濃度,%

       

    濕重量比

       

    實際用量,kg

       

    天然膠乳

    硫黃

    促進劑PX

    防老劑DNP

    氧化鋅

    酪素

    氫氧化鉀

    顏料

    軟水

       

    100.0

    1.0

    0.6

    1.0

    0.5

    0.3

    0.2

    0.2

    ——

       

    60

    50

    50

    50

    50

    10

    20

    20

    ——

       

    166.7

    2.0

    1.2

    2.0

    1.0

    3.0

    1.0

    1.0

    29.7

       

    600.00

    7.20

    4.32

    7.20

    3.60

    10.80

    3.60

    3.60

    106.92

       

    合 計

       

    103.8

       

    ——

       

    207.6

       

    747.24

       

      四、膠乳配合時應注意下面幾個問題。

      a.膠乳配合時應使用軟水。因硬水中含有鈣、鎂鹽,易使膠乳凝固。

      b.為了避免產生氣泡,在操作過程中不宜攪拌過快。必要時可加入正丁醇、硅油等類消泡劑,用量為0.005~ 0.2%。

      c.配合膠乳需經過一定條件(溫度、時間)的存放,使之性能穩定,達到工藝上的要求.這個過程叫熟成。經過熟成能使膠乳的粘度、膠凝及硫化性能穩定,還可以減少膠乳流動不均勻及產生皺紋和龜裂等現象,同時也可使氣泡逸出。配合膠乳的熟成時間應根據膠膜性能來決定,一般不少于24小時。

      d.膠乳配合后,要求膠乳質量均勻,不應有凝塊和雜質存在。因此膠乳配合后要經過過濾才能使用。

      五、膠乳的配合方法一般有三種,即配合劑分別加入法、配合劑一次加入法和母膠配合法。

      1.配合劑分別加入法

      將膠乳用紗布濾去凝塊及雜質后,在攪拌下分別加人各種配合劑。攪拌速度應保證均勻混合,一般以慢速為宜;配合劑應按一定順序加入,原則上穩定劑必須先加入。一般順序為:

      a.膠乳若要稀釋,則應先用水稀釋;

      b.加入穩定劑;

      C.加入硫化劑→促進劑→防老劑→活性劑→填充劑→著色劑→增稠劑→稍泡劑等。

      全部配合劑加入后,繼續攪拌10~ 20分鐘,使配合劑與膠乳充分混合均勻。配好的膠料必須經過濾,除去配料時產生的少量凝膠及其它雜質。對透明制品若有必要,就需進行離心或沉降分離以除去較粗的配合劑。

      加料順序也不是一成不變的,可根據產品制造工藝要求進行調整。例如硫化膠乳配合時,對膠體化學性能有顯著影響的配合劑應在硫化后加入;又如配合海綿膠料時,氧化鋅及硅氟化鈉能引起膠乳膠凝,應在起泡工藝中加入。

      配合劑分別加入法的優點是:機動性大,對配方改動比較方便,也容易發現配料中的異情況,生產和試驗室多采用此法。

      2.配合劑一次加入法

      此法是將所需要的各種配合劑按配方配比,先混合均勻后,再加入膠乳中。如果配合劑是混合研磨料,也只能采取這種方法配合。其它操作與各種配合劑分別加入法相同。

      此法比較簡單,但可調性小、一般多在單一產品及配方固定的情況下采用。

      3.母膠配合法

      此法是將膠乳取出一小部分加入穩定劑后,再加入各種配合劑的混合料,攪拌均勻,即所謂“母膠”。再把母膠在攪拌下加人其余的膠乳中,待攪拌均勻后過濾,停放待用。

      母膠配合法多用于某配合劑對膠乳穩定性有不利傾向的場合。日前應用極少。

      三種配合方法,不管采用哪種方法,最后配合好的膠乳都要經過一段時間,在一定溫度下停放消泡,熟成后才能使用,以改善配合膠乳的加工性能和制品的質量。

      膠乳的硫化技術

      膠乳除了直接配合制備成配合膠乳使用外,在生產工藝上對某些浸漬、注模制品的膠乳,還需要制成預硫化膠乳才能應用。將膠乳在液態下加人硫化助劑的水分散體進行硫化者叫硫化膠乳。硫化膠乳從外觀上看與普通膠乳沒有多大差異.只是顏色顯得略黃。它的膠體穩定性較好,粒子的布朗運動較快,胚乳質量容易控制,還可以提高制品的透明度,具有優良的成膜和膠凝性能,其缺點是粘著力較差,耐油、耐溶劑性能較差。

      與生膠硫化比較、膠乳的硫化是一種非常獨特的硫化形式,就是在不破壞膠乳的膠體狀態下,對膠乳進行硫化。膠乳的硫化絕大多數情形是將膠乳的配合與硫化結合起來連續進行。一般是在硫化前先使溫度升至30~ 40℃,在攪拌下加入各種配合劑。配合劑加入的順序一般為:

      膠乳→穩定劑→硫化劑→促進劑→助促進劑→防老劑。

      加配合劑的順序不是一成不變的,要根據制品的工藝要求及對膠乳硫化程度的要求來定。有的配合劑在硫化后加入也可以。

      硫化膠乳的硫化程度隨硫化時間的增長和溫度的增高而加深。溫度太低時,硫化所需要的時間長并仕效率低,而溫度太高時又易形成凝塊。因此一般溫度控制在60~ 70℃,時間為4~ 5小時為宜(以達到所要求的硫化程度(氯仿值)為準)。

      硫化時須注意以下幾點:

      a.升溫不宜太快,以免熱量傳遞不均,造成局部過熱而生成凝塊,一般以1小時內升到所要保持的溫度為宜;

      b.在硫化過程中一定要攪拌,它可使膠乳受熱均勻,減少表面結皮及凝膠的生成,并可防止配合劑沉降;

      c.同一膠料,由于冬、夏季節氣溫不同,硫化時間應不同,所要求的硫化程度也應不同;

      d.膠乳在硫化后的停放過程中,硫化仍在繼續進行,因此硫化時快速測定的硫化程度(氯仿值)與使用時的硫化程度有一定的差別。 目前膠乳的預硫化方法除硫黃硫化法外,還有無硫配合(秋蘭姆硫化法)、有機過氧化物硫化法和輻射硫化法。

      1.硫黃硫化法

      這種方法是在加了穩定劑的膠乳中配人硫黃、氧化鋅和促進劑的硫化體系,然后加熱使膠乳硫化的方法。也可以使膠乳先加熱,再加入穩定劑和硫黃硫化體系,使膠乳硫化。硫黃硫化法操作簡單方便,易于控制,在胚乳工業中普遍被采用。

      2.秋蘭姆硫化法

      此法是在無硫黃的情況下,用多硫化秋蘭姆來硫化膠乳的方法。秋蘭姆硫化法硫化效果較好。雖然制品的永久變形大,但其耐老化性能優越,硫化膠乳的穩定性、凝膠的性能及成膜性能也較好,已成為較為通用的方法。

      秋蘭姆硫化是以多硫化秋蘭姆與氧化鋅并用為硫化劑,硫脲和二苯硫脲等為促進劑,在較高的溫度下(90℃左右)進行硫化。溫度低時,硫化較慢。不同的秋蘭姆活性也不同,它們的活性順序為:

      TMTD>TETD>DPTD

      秋蘭姆與硫脲的最適宜用量比例為3:1。硫脲用量過多時,反而對硫化起阻礙作用。用量太少時,硫化緩慢。如果加入適量的二乙基二硫代氨基甲酸鹽(如ZDC),則能顯著地提高膠膜的耐熱老化性能,并有促進硫化的作用。

      3.有機過氧化物硫化法

      此法已逐步走向工業化應用階段。膠乳所用的有機過氧化物多為低溫活性較大者,如叔丁基過氧化氫(t-BHPO)及過氧化氫異丙本等。一般多與多胺化合物(如四乙撐五胺TEPA))并用。硫化時一般采用低溫(60℃)、長時間,成膜干燥后再在高溫(約90℃)下進行第二次硫化處理,以提高膠膜性能。用這種硫化膠乳所生產的制品,膠膜透明度高,耐熱性能好。配方舉例如下:

      天然膠乳100.0      t—BHpO 0.5   TEPA 0.5

      硫化條件:

      第一次膠乳60℃×6h 第二次膠膜90℃×2h

      4.輻射硫化

      膠乳的輻射硫化是近年來才發展起來的。此法是利用放射性同位素(CO$60 y射線)或電子射線的能量來促使膠乳發生交聯而完成硫化的。膠乳的輻射硫化比干膠膜的輻射硫化易于進行。在交聯密度相同的情況下,膠乳硫化所需要的劑量比干膠膜所需要的少。在受輻射時,膠乳中的水分可離解成自由基,對硫化有促進作用,有利于橡膠分子的交聯。用四氯化碳、氯仿或二甲基丙烯酸甲酯等作為敏化劑時,可明顯加速膠乳的硫化速度和降低輻射劑量。

      輻射硫化法所制得的預硫化膠乳,其膠凝及成膜性能與一般硫化膠乳無多大區別。膠膜定伸應力和拉伸強度較低,扯斷伸長率和永久變形較高。增加輻射劑量,可提高定仲應力和降低永久變形。用輻射硫化膠乳所制得的產品,耐老化性能優良,膠膜透明純凈。輻射硫化膠乳也是制備醫療制品的優良原料。輻射硫化膠乳用于制造海綿制品時,耐壓縮性能較好,但成品收縮較大。由于輻射硫化設備投資費用大,成本高,目前還難以在工業上應用。


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