一般来说鞋材中底的生产线上,不少配方工程师都碰过挺头疼的问题,明明整套配方没做任何改动,出来的片材这批次忽软忽硬的,密度也忽高忽低。追根溯源很多时候问题根本不是发泡剂多加少加的事,核心是发泡剂和活化剂的搭配,在实际生产条件下没对上,很多人以为把OBSH发泡剂和活性氧化锌按比例丢进密炼机就完事了,其实助剂的分散形态,两者的分解速率和硫化交联的速率能不能协同,还有工艺窗口能不能覆盖这个组合的活性区间,才是决定鞋材中底气孔均匀度和物理稳定性的关键。
通常情况下橡胶发泡体系里,发泡剂和活化剂本来就不是各干各的,激活OBSH这类发泡剂产出气体的过程,会明显受到体系里硫化反应进度还有温度场分布的影响,要是活化剂的反应太猛,或者起效太晚,就可能出现橡胶交联网络还没形成的时候气体就跑掉了,要么就是网络密到一定程度之后气体没地方膨胀,前一种情况会造成泡孔塌掉,整体密度偏高,后一种就会让泡孔扎堆,甚至制品表面冒出针孔来。不同来源、不同表面处理的活性氧化锌,催化能力本来就有客观差异,要是选的活性氧化锌反应活性太高,可能让OBSH在混炼前期就提前分解,平白损失不少气体,反过来要是活性氧化锌的分散粒度不够细,表面杂质含量还偏高的话,又会拖慢发泡启动的节奏,等橡胶升到设定温度的时候,气体一下子全释放出来,太集中了不好控制。大家评估发泡剂活化剂的搭配合不合理,不能光看理论上的添加量,还要结合实际的生产场景,看发泡剂、活化剂还有硫化体系这三者的协同曲线才行。

鞋材中底的加工温度一般就控制在160-175℃之间,排胶时间,开炼薄通的次数,模压或者注射的压力这类工艺参数,都会影响最终的发泡结构,一套稳定性够好的发泡剂活化剂搭配方案,在这个温度区间里能保持相对一致的分解表现,不会对温度波动、停留时间的变化太过敏感。理想的状态就是硫化诱导期里氧气消耗得差不多的时候,发泡剂刚好开始平稳释放气体,活化剂也能持续起到催化作用,不会出现后期气体释放断档的情况,要是搭配方案本身太激进,比如活性氧化锌用了超细粒径带来过高的表面能,或者OBSH发泡剂的分解峰宽太窄,那工艺参数哪怕只有很小的波动,最终产品的硬度和弹性上的偏差就会被放得很大,对刚建好新产线,或者经常换不同订单生产的工厂来说,选适配性更宽的配比组合,比追理论上的最高发气效率,更能帮着把综合生产成本降下来。
粉体类的发泡剂,还有粉体状态的活性氧化锌,在胶料里很容易形成微观团聚,这点在鞋材中底这类高填充体系里表现得尤其明显,混炼刚开始的时候,要是活化剂颗粒周边的发泡剂浓度太高,局部就会形成“热点”,产出大小不均的泡孔,反过来要是两者分散进度不一样,在空间上隔离开来,活化剂就没法充分发挥引导作用,最后导致发泡剂整体的分解率偏低。现在越来越多做鞋材配方的人,都开始用预分散母胶粒形态的助剂,母胶粒在混炼的时候,能把发泡剂和活化剂预先包在同一个载体基体里,两者在微观层面的接触距离直接短了一大截,混炼过程里更容易形成均匀的混合状态,大家选发泡剂活化剂搭配方案的时候,要是碰到产品批次质量波动大的情况,优先排查的就是分散均匀性的问题,用预分散的助剂,一般都是稳定性的可靠保障。

大家在评估发泡剂活化剂搭配的时候,建议先把两批助剂的DSC曲线,或者发气量温谱做个比对,看看它们的“开工时间”能不能和硫化诱导期大致对齐,要是偏差超过5-8℃,就要考虑调整活化剂的粒径规格,或者选预分散型的母胶粒,把两者的活性窗口拉到更贴合的状态。不少鞋材工厂的习惯是先把主料和硫化体系调稳,之后再单独去改发泡剂的用量,往往就忽略了活化剂也就是活性氧化锌的活性高低,在配方里的分散均匀度,还有它和发泡剂分解温度区间的重合度,这些因素其实都会直接影响发泡过程的控制难度。
重新梳理发泡剂活化剂搭配的时候,可以从几个方向切入,对比粉体助剂和预分散母胶粒在相同工艺下的分散表现还有泡孔均匀度,确认活化剂也就是活性氧化锌的表面处理工艺,能不能匹配发泡剂的分解特性,有需要的话可以让供应商提供对应的兼容性数据,通过小试验证不同活化剂用量对发泡窗口的偏移幅度,找到既能保证硫化充分,又不会干扰发泡均匀的平衡点,不少配方工程师都反馈过,只要把活性氧化锌的投料方式从粉体改成母胶粒形式,或者稍微调整下它的添加顺序,就能明显改善中底产品的厚度偏差,还有边部密度偏高的问题。杜巴化学可根据您的实际需求,提供配方改性与工艺改进的全流程技术支持。
