橡胶模具结垢成因研究

起橡胶模具结垢的各种因素的影响。现在发现：对于在聚合体橡胶混合物中所包含的各种硫化物（和氧化锌）来说，硫化锌是硫化过程中引起结垢的最烦人的反应副产物。没有一种半 永久的脱模剂或永久性的（金属）覆盖层可以避免这种沉积。结论是 ：结垢最初是由附着在模具上的硫化锌（无机的沉积物）引起的，并形成一个灰色的沉积层。作为温度的函数，混合物中低分子量的成份附着在硫化锌的微晶体上，并引起第二阶段的沉积（有机沉积）。在一定时间内形成氧化产物，并引起碳的沉积。

　　有两种可能的解决办法来防止或减少污垢的形成:改变混合物的成份或改进模子的表面。

　　改变混合物成份减少模垢

　　由于氧化锌或硫化合而引起的模垢必须减少或被消除。橡胶模具大多数的沉积物与高含量的硫化物和氧化锌有关，而这些成份又通常要在轮胎橡胶产品中应用。按体积计，轮胎是全球橡胶产品中最大的一种（达到75%）。因此，大多数的实验是用常用于轮胎生产中的nr/br化合物和sbr化合物的混合料来进行的。在通过改变混合物成份减少模垢方面，考察了硫化锌的影响、短期的硫化实验、和化合物成份的影响。

　　模具结垢的机制

　　在铁制模具表面形成硫化锌晶体方面得出以下结论：混合物中硫化锌的原位形成是硫化过程中的反应产物；纳米尺寸的硫化锌晶体扩散到赤铁矿型铁制模具的氧化表面，形成znsfe 型的一层；或者在同一硫化过程中，或者在后续的硫化过程中，经过额外的纳米尺寸的硫化锌晶体的沉积，这种晶体进一步生长，形成微米级尺寸的硫化锌晶体。

　　混合物

　　在橡胶混合物中降低氧化锌的水平可以减少橡胶模具结垢；橡胶模具使用纳米尺寸的氧化锌可以消除或者减少模具结垢，然而，为了达到最优的机械和动力性能，必须进行更多的研究；其它的金属氧化物催化剂不能解决模具结垢问题 ；可供选择的催化剂，如胺或者mfas，也能减少模具结垢，然而，那些催化剂/加速剂有难闻的味道，并且有些是有毒的。此外，为了得到相当的硫化速度，还必须使用另外的锌催化剂（zbec）。

　　涂层

　　在模具结垢问题的解决办法中不涉及电化学反应 ；金属镀层对减少模具结垢没有帮助，橡胶模具在模具表面必须形成封闭的一道屏障；塑料涂层，如ptfe型，能解决结垢。但是，由于手工铺设问题和空间不稳定性，这些涂层不能应用在轮胎模具中；磁铁矿（fe3o4）涂层是有可能的候选物。结果应当是非常有前途的，但是为了证实磁铁矿（fe3o4）涂层防止结垢的能力，必须在轮胎模具上进行实验。

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