随着时代进步和社会发展需求,胶乳制品在橡胶工业中佔的比例越来越大,从社会效益和经济效益两方面来看,都比以前有着质的飞跃。尤其在最近态势下,人们对胶乳制品逐渐有了认识,在国民经济中占有重要地位,在公共卫生领域,医疗单位及家庭,都能看到和使用到不同品种的胶乳制品。
但是对于某些特殊工况条件下,使用的胶乳制品,就要进行科学化,专业化的设计,包括工艺流程和配方设计和原材料的选择。下面分述一下不同性能的胶乳制品的设计要求。
对定伸强度和硬度要求的胶乳制品,众所周知,硬度是表征硫化胶在低变形下的模数,定伸強度则表示硫化胶在较高变形下的模数,它们都表示硫化橡胶的模数,所以有一定的相似姓。从配方设计角度分析,硫化胶的硬度和定伸強度取决于干胶料的交联密度,以及各种功能性助剂及填料,增塑剂的加入量。如胶乳拉力帶和胶管制品需要较高的定伸强力,在选用硫化促进剂方面,可采用促进剂并用方法,再适当提高氧化锌用量,即可提高胶乳制品的定伸强度。如要提高胶乳制品的硬度,可适当增加交联剂用量,并配合加入瓷土一类物质,也可用增塑剂去调节胶乳制品的硬度和定伸強度。
在设计耐油胶乳制品方面,由于工况条件的需求,胶乳制品要与各种油类长期接触,油类会渗透到硫化胶乳制品中产生溶胀,从而使制品机械強度和老化性能下降,,这主要是因为油类物质的渗透,減弱了橡胶分子间的作用力,并使硫化胶网状结构发生变化,致使胶乳制品的物理机械性能下降,为此,在设计耐油胶乳制品时要选择帶有极性基团的原料胶乳,,它们都有良好的耐油性,同时在设计配方时,要选择不易被油类抽出的增塑剂和防老剂。同时要适当提高交联宻度,务必达到正硫化程度,适当增加一些填充剂及增大防老剂的用量对胶乳制品的耐油性都有效果。
在设计耐燃胶乳制品方面,也要参照阻燃及氧指数的参数去考虑。最佳效果达到离火就熄灭。因此在配方设计上,选用含鹵素原材料,如氯丁胶乳,及助剂氯化石蜡,磷酸三甲酚等材料。
有些胶乳制品需要耐寒性好,因为在温度降低时,橡胶分子链热运动迅速減幔,当降到一定瑥度数值时,即转变为玻璃态,橡胶完全失去弹性而脆化,失去使用价值。再如探测高空气象要素的胶乳气象气球,由于要帶着仪表升高到四万米以上高空,要具备耐寒性能,所以在选材方面要选耐寒性好,玻璃化溫度低的胶乳,如天然胶乳并加入耐寒性好的增塑剂如DOA,DOS等。
有些工况条件需要胶乳制品耐热,在温度较高的环境下长期使用,而橡胶的特性若在热的作用下会引起交联键的断裂或主链的氧化裂解,橡胶的热分解温度取决于橡胶分子结构的化学性质。化学键越高,耐热性越好,耐热胶乳制品要求胶膜有较高的粘流溫度,较高的热分解稳定性和良好的化学稳定性,因此,胶乳制品的耐热性主要取决于胶乳的品种,如各种人造及合成胶乳都比天然胶乳耐热性好。还有,就是选用配合助剂方面也要顾及,对某些链烯烃类胶乳,采用过氧化物体系其耐热性比硫黄硫化体系更好些,耐热胶乳制品在配方中要加入耐热氧老化的防老剂,如胺类,445,酚类616等都有很好耐热效果。
胶乳制品在耐酸碱方面一般选用耐酸碱填料,如硫酸钡,滑石粉等,活性剂要适当減量使用,耐酸碱胶乳制品,最好选用人造丁基胶乳。
电绝缘胶乳制品,在选用天然胶乳方面,必须使用三次离心胶乳,尽可能去除非胶成分如蛋白质和水溶物一类吸水性強的物质,胶乳越纯化越好,电绝缘程度越高,在填充剂方面可加入硫酸钡,滑石粉等以增加橡胶单位的电阻,还可以加入氯化石蜡起到防潮作用。
随着高科技需求,在胶乳制品方面有很大的发展,如各类防护手套,相继在我国研发成功,并达到国际先进水平。笔者于1983年研发的以丁基胶乳为主材的五层材质复合的防护手套,通过国家级鉴定,至今在世界上处于领先水平。
综上所述,特殊功能性胶乳制品将会随着时代的发展和需求,应用更加广泛。