橡塑发泡(发泡橡胶)
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橡塑发泡(发泡橡胶)
发泡橡胶是一种多孔结构材料。按其孔眼结构可分为：开孔、闭孔和混合孔三种。按发孔程度分为低密度、中密度和高密度三种。发泡橡胶由于其密度小，弹性、耐曲挠性、减震、吸音、隔热等性能优良，被广泛应用于日常生活和工业制品中。
要设计和制备一定性能发泡制品，应从各种原材料的选择和加工工艺两方面进行考虑。
3.6.1.主体材料的选择
胶料的可塑度与发泡橡胶的密度、孔眼结构和大小、发泡倍率有密切关系，胶料的可塑度低，容易得到低密度、开孔的发泡橡胶。但可塑度太低，胶料挺性差，在充模发泡时，硫化工艺过程不易控制，如温度的影响较大。所以，宜选择流动性能良好，门尼粘度适中的橡胶作为主体材料。在许多场合，选择PVC、高苯乙烯（HSR）与橡胶并用，依靠PVC或HSR提供高强度、高温下胶料良好的流动性，而且并用后，在混炼温度下胶料的粘度较大，利于配合剂的分散，可得到孔眼细而均匀、弹性好、减震性能优异的发泡橡胶。并用比例常用为90/10~70/30，视制品的综合性能要求而定。
3.6.2.硫化体系的选择
众所周知，发泡橡胶在硫化过程中，橡胶的交联和发泡剂的分解几乎同时进行。硫化速率与发泡剂的发泡速率相匹配是制造发泡橡胶的关键。如果硫化速度太慢，发泡速度过快，发泡压力过低，则发泡剂产生的泡孔容易从各个孔眼扩散逸出；若硫化速率过快，或发泡剂分解速率过慢，引起发泡压力过大而难以发泡。所以二者均不可能得到满意的泡孔结构。为了能在一定的硫化温度下，在较宽的硫化时间周期内调整硫化速度，避免温度的波动对发泡速度和硫化速率影响过甚，选用硫磺硫化体系硫化时，应该选择硫化速率慢的后效性促进剂和硫化起步快的促进剂并用。
用过氧化物硫化也是橡胶发泡制品的常用硫化体系。在一定硫化温度范围内，过氧化物硫化具有硫化起步快、硫化速度慢的特点，正是发泡橡胶硫化过程所需要的。这样，对硫化工艺条件的的要求没有必要十分严格和苛刻，硫化发泡成型过程容易控制。过氧化物的分解温度应与发泡剂的分解温度相匹配，其硫化体系的配合与非发泡橡胶相类似，其硫化速度可选择助交联剂的用量进行调整。
3.6.3.发泡剂和发泡助剂的选择
发泡剂按化学结构可分为无机发泡剂和有机发泡剂两大类。有机发泡剂具有粒子小、发气量大、分解温度稳定，容易得到泡孔微细且均匀的发泡橡胶。
有机发泡剂应用最广泛的是发泡剂H（N，N′，一二亚硝基五亚甲基四胺）、AC(偶氮二甲酰胺)，和OBSH（对，对一二苯磺酰肼醚）。发泡剂H具有不污染、不变色、分解速度快、发气量大、制品有残留臭味的特点。发泡剂H的分解温度在165℃左右，加入发泡助剂如硬脂酸、氧化锌、明矾、尿素或碳酸氢钠等有利于降低其分解温度和提高发气量，减少臭味。
发泡剂AC的发气量与发泡剂H相当，但发泡速度慢些，分解温度略高，其无毒、无味、无污染，是一种工艺稳定性较好的发泡剂。其分解出来的气体渗透性较小，易生成闭孔、收缩率小的发泡制品。常用的发泡助剂有硬脂酸、硬脂酸盐、金属氧化物、尿素等。其中，硬脂酸锌和氧化锌对促进AC的分解、降低其分解温度有明显效果；硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸钡能明显提高AC的发气量，但对降低AC的分解温度效果不明显；氧化镁和氧化钙会抵制AC的分解，使其发气量降低，分解温度提高。
发泡剂OBSH具有无毒、无味、不变色、不污染、制品收缩率小的特性。其分解温度与橡胶的硫化温度相近，在130~160℃范围发气量为120~130 mlg-1(仅为发泡剂H或AC的1/2左右)，不必加入发泡剂就能形成均匀闭孔发泡结构，收缩率比H和AC都小，宜用于制造尺寸要求严格的制品。
发泡剂的用量根据制品和工艺条件要求而定。一般发泡剂H或AC的用量为3~8份，发泡助剂用量为发泡剂的50%~100%。因为发泡助剂均为一些活性较大的物质，在用量较大时会影响硫化速度，所以在使用时应加以注意。而发泡剂OBSH的用量一般为3~6份，一般不需要加入发泡助剂。
3.6.4.其它配合剂的选择
对发泡橡胶性能和加工影响较大的配合剂还有填充剂、增塑剂、防老剂等。
发泡橡胶对填充剂的要求是密度小、各向同性、分散性好，能调整胶料的强度、可塑性和流动性。增塑剂的品种，应该选用与橡胶相容性好的品种，并与填充剂的品种和用量相对应，以调整胶料合适的门尼粘度。硫化油膏的加入可提高软质胶料的挺性，适用于制造开孔的发泡橡胶，用量可在10~30份之间。
发泡橡胶属多孔结构，容易老化，必须加入高效、耐抽出的防老剂，其用量也较一般密实橡胶大。黑色发泡橡胶常用RD、4010NA、4020、NAPM等，浅色发泡橡胶多用防老剂246、2246与MB、石蜡并用。
3.6.5.加工工艺的影响
要得到理想的发泡制品，因为发泡橡胶所要求的工艺条件范围较窄，所以选择合适的加工工艺显得十分重要，包括混炼、坯型的制备和硫化各工序。
发泡橡胶的硫化可根据制品具体要求，采用模内自由发泡或减压发泡的方法。因为硫化速度和发泡剂的分解速度必须相匹配，而不同的温度下发泡速度和硫化速度的变化不同步，故硫化温度应该严格控制。
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