一般来说,硫化鞋底、运动鞋中底这类产品,泡孔结构的好坏,很大程度上就决定了成品的回弹性、压缩永久变形和脚感,很多一线技术人员平时都碰到过这类问题,配方里明明加了发泡剂,操作温度也往下调了不少,但做出来的制品还是泡孔粗大、表面不平整,甚至局部欠发。通常情况下这不是因为发泡剂本身不行,而是整个配方的硫化速度和发泡剂的发气节奏没配合好,从实际工艺角度看,决定泡孔质量的不只是发泡剂的分解温度,更重要的是它什么时候开始产气、产气速率有多快,还有胶料同步达到的门尼粘度、交联密度是不是足够把气体包裹住。

硫化体系就是匹配发泡节奏的第一层驱动程序,硫化剂与促进剂的用量配比,直接决定了胶料的焦烧时间和正硫化点,要是促进剂用量偏大,胶料过早开始交联,粘度上升得太快,发泡剂产生的气体就很难顺利膨胀,会在局部形成致密表皮或者内部厚壁;反过来,如果硫化起步太慢,发泡剂已经大量分解但胶料的交联度还太低,气体就会冲破泡壁直接逃逸,造成塌泡或者表面气孔的问题。针对低温硫化体系,比如无硫硫化、低硫高促体系,一般建议把焦烧时间控制在发泡剂分解起始温度的80%分解区间之后,也就是说,发泡剂还没开始大量产气的时候,胶料不应该出现明显的交联,等发泡剂分解进入高峰阶段,硫化体系也得同步进入快速交联阶段,两者在高弹态下完成产气-膨胀-定型的整个过程。

配方基本定下来之后,加工条件就是最后的调节阀,硫化温度的设定不能只盯着发泡剂的分解温度看,还要参考胶料本身的硫化临界温度,要是为了所谓的低温发泡把硫化温度压得太低,胶料在这个温度下硫化速度会变得极慢,最后要么硫化程度不够影响物性,要么就只能延长硫化时间,拉低整体的生产效率,比较合理的做法是,先保证硫化在设定温度下能在合理时长内完成,再评估发泡剂的分解曲线能不能落在这个工艺窗口里。硫化时间的调整要结合制品厚度和模具结构来,厚制品可以适当降低温度、延长硫化时间,给泡孔留出更充足的生长空间;薄制品就可以略微提高温度或者适当增加促进剂用量,让发泡和硫化的进度同步收紧。剪切作用这块也不能忽略,如果物料在模腔内的流动距离大,靠近进胶口和远离进胶口的区域,发泡受热历程不一样,泡孔结构就会出现明显差异,这时候可以考虑调整胶料的流动性,或者优化浇口的设计,不用一味靠调整助剂来解决问题。

橡胶鞋材低温发泡总欠火候?可能是硫化与发泡的匹配没到位-1

实际生产过程里,低温发泡剂用于橡胶的时候,选粉体还是预分散母胶粒,对工艺控制的影响差别还是挺大的,粉体发泡剂在混炼的时候很容易出现团聚的情况,分散不均就会导致局部发泡过度、局部不发泡的问题;母胶粒形式的发泡剂,预先就被载体分散包覆好了,在胶料里的分布会更均匀,发泡点更细密,泡孔的一致性也能得到明显提升,要是客户反馈泡孔有时好有时差,先去排查下发泡剂在混炼过程中的分散状态,往往能更快找到原因。另外,有些配方需要同时调整发泡活化温度、提高发气量,复配型的母胶粒比单一组分的粉体更容易调节,比如一些EVA/橡胶共混鞋材里,搭配复配发泡剂加上活化剂,就可以把发泡起始温度进一步降低,同时还能保持比较宽的加工安全窗口。

橡胶鞋材低温发泡总欠火候?可能是硫化与发泡的匹配没到位-2

橡胶鞋底想要稳定落地低温发泡工艺,供应商的选型思路可以顺着实际生产情况梳理,先明确鞋底的目标密度、硬度、回弹要求,反过来限定发泡倍率和交联度的区间,再粗调硫化体系,保证焦烧时间略长于发泡剂分解的诱导期,之后根据实际硫化温度选适配的发泡剂牌号,优先挑分解温度点前延后短、发气速率稳定的类型,如果碰到泡孔不均匀的问题,可以优先试用预分散母胶粒来替代之前用的粉体,小批量试制的时候,多记录模腔不同位置的泡孔状态,作为后续调整模具温度或者压力差的参考依据。

橡胶鞋材低温发泡总欠火候?可能是硫化与发泡的匹配没到位-3

每个工厂的混炼工艺、模具结构、硫化设备差异都很大,同一个配方换到另一条产线都可能冒出新的问题,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,从硫化体系的匹配,到发泡剂选型、复配方案优化,帮助客户把低发泡工艺稳定落地。