乳膠制品生產(chǎn)工藝中配合膠乳的試驗(yàn)方法
在橡膠工業(yè)領(lǐng)域中,除了以干膠為主材輔以各種助劑生產(chǎn)如輪胎,管帶,鞋類等制品外,還有以膠乳為主材輔以各種助劑,生產(chǎn)如氣球,手套,海綿,膠絲,膠管,安全套等制品..干膠制品與膠乳制品從配合,生產(chǎn)機(jī)理及工藝流程,有相同點(diǎn),也有不同點(diǎn),同時(shí)檢驗(yàn)方法也有所不同.就膠乳而言,實(shí)際上是指聚合物在水介質(zhì)中形成穩(wěn)定的膠體分散體系.
由于各經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,工農(nóng)業(yè),交通運(yùn)輸,醫(yī)療及人民生活需求,特別是軍工發(fā)展需求,使得膠乳工業(yè)在國(guó)家鼓勵(lì)大眾創(chuàng)新萬(wàn)眾創(chuàng)業(yè)的指引下,最近有較快的發(fā)展,由于一些民營(yíng)膠乳制品企業(yè)上馬較快,來(lái)不及做到先培訓(xùn)后生產(chǎn)的流程,因此在生產(chǎn)過(guò)程中,技術(shù)管理滯后.尤其是生產(chǎn)流程中,缺法對(duì)配合膠乳的試驗(yàn).就使用較多的天然膠乳而言,由于天然膠乳質(zhì)量因產(chǎn)地的林段,樹種品系,樹齡,土壤,氣候,割膠期,加工濃縮方法及工藝加工條件等因素的影響而異.還有我們使用的膠乳配合助劑質(zhì)量良莠不齊,更造成生產(chǎn)過(guò)程困擾,因此除每批生膠乳和各類助劑要進(jìn)行一定的化學(xué)及物理常規(guī)項(xiàng)目分析外,更要做的項(xiàng)目是對(duì)已配合好的膠乳進(jìn)行必要的試驗(yàn),以便在下一工序生產(chǎn)中控制所用膠乳的質(zhì)量.
首先第一項(xiàng)試驗(yàn)是干燥膠膜顏色試驗(yàn)
將配合膠乳置于15cmx20cm規(guī)格的玻璃板上,在膠乳表面以每小時(shí)100L的速度,由一側(cè)到另一側(cè)[以不產(chǎn)生氣泡和厚度均勻?yàn)闇?zhǔn)]輸入30灄氏度無(wú)塵干燥空氣,經(jīng)48小時(shí)干燥成膜后觀察其硫化膠膜顏色.
第二項(xiàng)是對(duì)成膜膠凝性試驗(yàn)
膠乳膠凝過(guò)程是膠乳粒子由分散相成為連續(xù)相的過(guò)程.預(yù)硫化膠乳的成膜性主要受預(yù)硫化膠乳的硫化程度和膠乳粒子表面保護(hù)膠體和電性能的影響,這些都與加工性能有直接關(guān)系.成膜膠凝試驗(yàn)是采用相同配方的凝固劑以及干燥程度和時(shí)間,對(duì)不同批號(hào)配合膠乳作浸漬試驗(yàn).觀察其相同條件下濕凝膠乳成膜情況,成膜厚度和脫水情況.熱敏性配合膠乳是采用相同及等量熱敏劑對(duì)不同批號(hào)膠乳作熱敏性試驗(yàn),觀察其凝膠情況,脫水程度,凝膠一致性等,判斷膠乳的工藝性能.
第三項(xiàng)是硫化程度的試驗(yàn),
配合膠乳的硫化程度對(duì)下一工序生產(chǎn)的工藝性能和物理機(jī)械性能影響很大,硫化程度過(guò)深會(huì)使橡膠粒的內(nèi)聚力削弱,粘度降低,濕凝膠強(qiáng)力差,成膜性能差,干燥時(shí)易裂紋,成品發(fā)脆而易碎,膠膜的粘著性低.而硫化程度過(guò)淺時(shí),膠膜粘性太大,容易造成粘折.所以生產(chǎn)中要嚴(yán)格控制膠乳的硫化程度.
檢驗(yàn)?zāi)z乳硫化程度的方法很多,如氯仿值法,平衡溶脹法,松弛模量法及物理性能法等.目前在工業(yè)中最常用的是氯仿值法,此法快速簡(jiǎn)單實(shí)用,是利用檢驗(yàn)硫化膠乳的氯仿值來(lái)判斷硫化膠乳的硫化程度.可是說(shuō)起來(lái)容易,判斷準(zhǔn)確性全靠操作經(jīng)驗(yàn)和手感.其方法是在一小燒杯中,將1個(gè)容積的膠乳試樣,力加入2個(gè)容積的三氯甲烷[也就是氯仿]用玻璃棒混勻直至全部凝固.用三氯甲烷凝膠形態(tài)來(lái)表示配合硫化膠乳的硫化程度.
氯仿值共分四級(jí).
一級(jí):非常發(fā)粘的不成團(tuán)狀,粘在手上剝下困難
二級(jí):二初,凝膠呈面團(tuán)狀,可垃很長(zhǎng)并帶有粘性,二中,凝膠呈面團(tuán)狀,可拉相當(dāng)程;度不斷.二末,凝膠也呈面團(tuán)狀,但稍拉長(zhǎng)一些即斷但手感具韌力.
三級(jí):三初,凝膠呈面團(tuán)狀,一拉就斷,但膠團(tuán)比較細(xì)滑,三中,凝膠呈大顆粒狀,表面較粗糙,三末,凝膠呈大顆粒狀,但還可以捏成團(tuán),壓力去掉后,凝膠顯著收縮.
四級(jí):四初,凝膠開始就呈小顆粒狀,尚可捏成團(tuán),顆粒和團(tuán)較粗,壓力去后,稍有收縮,,四中,凝膠呈小顆粒狀,但不易成團(tuán),手感有彈性,有細(xì)碎趨勢(shì),無(wú)收縮現(xiàn)象.四末,凝膠全部呈極小顆粒狀,手感彈性明顯.
氯仿值試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和觀察力因操作人而有些差別,但不能相差一級(jí),要多練習(xí)和對(duì)比,并制成圖片以利判斷.
另有一種判斷配合膠乳的硫化程度試驗(yàn)的方法叫溶脹試驗(yàn),
它是一種用溶劑測(cè)定平衡溶脹率來(lái)判斷硫化程度的方法.它以量化數(shù)值計(jì)算,比用氯仿值測(cè)定膠乳硫化程度精準(zhǔn),但測(cè)定時(shí)間長(zhǎng),效率慢,跟不上現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要。其測(cè)定方法是用流布或浸漬法使要測(cè)試的膠乳試樣成膜,在攝氏25度下干燥,制成0.1至0.2mm厚的干膠膜,再用圓型裁刀裁切干膠膜,然后將裝有甲苯的培養(yǎng)皿放在方格紙上,同時(shí)將裁切的試樣放入培養(yǎng)皿中,蓋上玻璃蓋.根據(jù)達(dá)到平衡溶脹的讀數(shù)和試樣原來(lái)直徑算出溶脹率.
其溶脹率[%]等于:平均溶脹直徑減去未溶脹直徑再被未溶脹直徑除,其結(jié)果數(shù)值再乘以100,即為該配合膠乳的溶脹率.
還有一種測(cè)試配合膠乳硫化程度方法,稱為松弛模數(shù)法
此法也是一種快速測(cè)定配合膠乳硫化方法.采用玻璃管在所要測(cè)試的配合膠乳直浸,浸漬后在70攝氏度干燥箱進(jìn)行干燥,以干為準(zhǔn),稱至恒重,然后用手細(xì)心卷成一個(gè)環(huán)狀膠圈,再去測(cè)定其100%拉伸1分鐘后的負(fù)荷.稱之為PRM[Mpa]值
計(jì)算公式為,PRM[MPa]等于拉伸1分鐘后的負(fù)荷,乘以橡膠的密度再乘玻璃管的外圓周長(zhǎng)后,被膠圈的重量去除,即得.
綜合上述三種測(cè)試配合膠乳硫化程度方法,并比較,目前還是以測(cè)氯仿值方法應(yīng)用普遍,但是要多練多觀察.
第四項(xiàng)是耐老化試驗(yàn):
將干燥好的膠乳膜,按一定的硫化條件制成試片,裁成一定試樣,作扯斷強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率試驗(yàn),然后在不同的老化條件下,作耐老化性能試驗(yàn),即在80攝氏度下以48小時(shí),72小時(shí),或100攝氏度下以24小時(shí),48小時(shí),72小時(shí)條件的恒溫箱中老化,然后取出再作物理機(jī)械性能試驗(yàn),對(duì)比其老化前后性能指標(biāo)的降低率.
第五項(xiàng)為耐陽(yáng)光試驗(yàn):
將裁好成啞鈴狀的試片伸長(zhǎng)50%后,固定在架子上,于陽(yáng)光下進(jìn)行曝曬后,測(cè)定試片各項(xiàng)物理性能.
第六項(xiàng)為蠕變性能試驗(yàn):
用應(yīng)力松馳試驗(yàn)架進(jìn)行試驗(yàn).將試片裁成寬度為15mm的長(zhǎng)方形,兩端用金屬夾子夾緊,掛于架上,在130攝氏度熱空氣中作蠕變性試驗(yàn).試片中間工作部分長(zhǎng)為50mm,下端掛上76克負(fù)荷,在10分鐘時(shí)間內(nèi)測(cè)量其試片形變量.
計(jì)算公式為:蠕變值[%]等于:試片蠕變后的長(zhǎng)度mm被蠕變前的長(zhǎng)度去除,再乘以100即得。
以上關(guān)于配合天然膠乳的試驗(yàn)方法,中小乳膠制品企業(yè)都要去做,以便更好在現(xiàn)場(chǎng)工藝生產(chǎn)中控制膠乳的質(zhì)量.