一般来说做鞋中底、大底的发泡工序的时候,OBSH发泡剂也就是对甲苯磺酰肼,因为分解温度适中,操作窗口宽,一直被业内广泛使用的,不少从业者碰到同一批次生产、或是更换供货商之后,出现泡孔粗细不一,发泡倍率忽高忽低的情况,第一反应就盯着是不是发泡剂本身的发气量不准,其实很多时候问题根本不出在这,真正影响实际发气表现的,是它在胶料里的分散效果,还有配方环境的激活效率哦。要是只盯着OBSH发泡剂发气量这个出厂指标,完全不管助剂的粉体状态,混料工艺还有活化体系的搭配,批量生产的时候很容易反复踩坑的,我们可以从助剂的分散机理还有配方适配性入手,帮做鞋材配方的工程师,把影响有效发气的隐藏因素找出来。

OBSH发泡剂通常都是以细粉的形式供应的,厂家出厂的时候给出的用夏氏法测的气体发生量,大概125-135毫升/克,只是理想状态下的标称值而已,要是混炼过程里,这些粉体没法均匀分布在橡胶的各个微观区域里,就会出现局部的富集区还有无泡区,富集区发气过量,泡孔很容易破掉形成连孔,无泡区的密度又偏高,弹性还不足。平时大家很容易漏掉的几个分散相关的变量,首先是粉体的粒径分布,粒径越小,分布越均匀,单位重量的OBSH粉体在胶料里种下的成核点就越多,同样的标称发气量下,实际得到的气泡会更细密也更稳定,要是细粉里混的粗颗粒占比太高,发气之后泡孔的直径差就会拉得很大。然后是结团和团聚的问题,OBSH粉体在存放过程里要是吸了潮,或是被压实了,就会形成软团聚,这些团块在常规的剪切力作用下未必能完全打散,结果就是一小团粉料在局部分解出大量气体,严重打乱发泡的均匀性,用预分散母胶粒来处理,就是业内解决这类问题的常用方式。还有和其他配合剂的相容顺序,要是先加了大量白炭黑或是高结构炭黑,再投OBSH的话,很可能因为填料的捕获效应,导致发泡剂没法有效分散到整个橡胶相里,调整一下投料顺序,往往就能改善发气效果的均一性。

哪怕OBSH粉末在胶料里分散状态很不错,它的分解特性也会被配方里的酸碱组分,氧化锌用量还有工艺温度这些因素明显改变的,这也是为什么同一个OBSH发泡剂的发气量检测数据,放到两个完全不同的鞋材配方里,出来的泡孔表现差得很远的原因。氧化锌是OBSH常用的活化剂,用量一般在0.5到3份不等,随着氧化锌用量往上加,OBSH的分解反应会被提前触发,放气速度也会变快,要是配方设计师只盯着标称发气量,忽略了氧化锌对分解动力学的催化作用,很可能在实际硫化温度下出现前期快速排气,后期补气不足的情况,最后出来的产品泡壁偏厚,表皮也会更粗糙。另外硬脂酸、脂肪酸类的辅助活性剂,也会干扰OBSH的分解过渡态,在酸性偏强的配方体系里,OBSH的分解有可能被抑制,导致有效发气量降低,这时候就需要适当提高加工温度,或是提升活性剂的配比来做匹配。OBSH在胶料里达到分解温度的速率,是和传热效率挂钩的,针对厚底类的制品,升温速度本来就慢,发泡剂在外部温度还没到设定值的时候就已经发生部分反应,实际的有效发气自然会打折扣,工程师可以通过RPA测试或是发泡仪,记录实际温升曲线下的气体生成速率,不用只依赖标准测试出来的累计体积值。

OBSH发泡剂发气量偏大或偏小?鞋材配方中分散性与激活效率的分析-1

通常情况下选型的时候可以从几个实用维度出发,优先确认发泡剂的形态是不是适配当前的混炼工艺,粉体OBSH的话,适合开炼机或是密炼机剪切分散能力比较强的工艺,投料前还要做好防结块处理,预分散母胶粒比如载量80的OBSH-80这类产品,适合对环保要求高,或是分散性很难把控的配方,母胶粒自带的预分散体可以有效规避团聚问题,发气的均一性也能提升不少。配方里氧化锌或是硬脂酸用量偏高的情况下,要提前让供应商提供不同温度梯度下的气稳曲线,据此判断实际发气量会不会出现衰减,必要的时候可以加少量酸接受体作为缓冲,把分解速率往下降一点。还有不少辅助提升分散效果的工艺手段,适当延长混炼时间,当然要注意不能过度剪切把橡胶分子链打断,这样就能改善粉末的浸润效果,用高沸点矿物油先把OBSH粉体做预分散处理,再投到胶料里,也能有效提升成核密度,最后用更少的发泡剂就能达到目标发泡倍率。

OBSH发泡剂发气量偏大或偏小?鞋材配方中分散性与激活效率的分析-2

发泡助剂的批次稳定性和配方系统的适配度,会直接影响鞋材成品的外观合格率还有各项物性指标,评估OBSH发泡剂发气量是不是适配自家的鞋材配方,不能只看厂家给出的出厂报告,还要系统比照实际的混炼还有硫化条件才行,杜巴化学可以根据客户的实际需求,提供配方改性还有工艺改进的全流程技术支持。

OBSH发泡剂发气量偏大或偏小?鞋材配方中分散性与激活效率的分析-3