天然橡胶乳胶浆与胶鞋制造.pdf

第!卷!第!期!#$年%月特 种 橡 胶 制 品&()*+,-./0 1(2.3 3(/-/0 4.)5 16 0,7!8 0 7!9 /*,!#$天然橡胶乳胶浆与胶鞋制造赵光贤!上海市长宁路:E E弄;号楼?#;室 上海!#$:#摘!要!对比了乳胶浆与溶剂胶浆的优缺点 并肯定了乳胶浆在胶鞋制造中的实用价值$给出了各种助剂分类%功能及配方示例$还讨论了这一领域的最近发展$关键词!水基胶粘剂&水分散体系&非水溶性助剂&球磨&围条浆&合布浆中图分类号!AB;C$!文献标识码!9!文章编号!:#$D%#;#!#$#!D#%?D#%收稿日期!#$D#:D;:!目前 我国胶鞋行业普遍用天然橡胶乳胶作胶粘剂$根据具体使用部位 有围条浆%合布浆%中底布浆%底跟浆和胶面鞋的棉毛布喷涂浆等$从上世纪#年代起 我国胶鞋业就开始以天然乳胶浆代用原汽油胶浆 后来又逐步扩大应用面$除了部分出口鞋和某些高档或特殊品种外 几乎全面采用天然乳胶浆$为什么出现这种 一枝独秀(的状况呢？主要有历史和技术两方面的原因$首先是当时的历史条件所限$上世纪$#年代 我国的石油工业刚刚起步 产量远远满足不了需要又遭到禁运$汽油 作为制浆必不可少的溶剂 其供应紧缺$在当时这种逼人的形势下 我国胶鞋工业毅然选择了自力更生的道路 排除万难反复试验 终于证明以乳胶浆取代汽油浆是可行的$遂自#年代起 开始投产应用 并不断扩大应用面$发展到今天 天然乳胶浆已成为我国胶鞋行业的主流粘合体系$在世界制鞋行业 也可算是独树一帜 率先实行$另外 从技术上评价 乳胶浆之所以能在胶鞋制造中占主导地位 并非出于偶然 而归功于以下优点)!:#与汽油胶浆相比 制造设备简单 无须使用炼胶机等重型设备&!#由于免除溶剂!汽油#的使用 可以排除操作工人长期接触溶剂带来的职业病隐患&!;#可以避免因使用溶剂引发的火灾事故 这类事故在我国曾发生过多起&!%#乳胶浆的自硫倾向也明显低于汽油胶浆胶浆因停放时间长而造成报废损失可以减少$当然 使用乳胶浆也有不利之处 包括)!:#乳胶浆是水基分散体系 作为载体的水分 其挥发速度远低于汽油 故刷浆后的干燥时间长 加长了流程周期$!#虽然免除了打浆机搅拌制浆 但体系中所配置的某些组分如硫黄%促进剂%硫化活性剂和防老剂等均不溶于水 需经长时间球磨才能得到均匀分散体!水作载体#$然后和乳胶混合%分散$而球磨是一个冗长的过程$!;#对温度的敏感性大 表现为胶浆在存放中的变异大而稳定性差 有时会带来一些质量问题$如开胶 气泡等$!%#用作合布浆时 挺性较差$尽管存在这些缺点 但只要配方调整适当 工艺条件严格控制 各种问题都还是能得到改善或解决的$!原材料的选用!#胶鞋用天然乳胶浆的原材料和其他乳胶浆基本相同 分天然胶乳%水溶性助剂%非水溶性助剂三大类)!:#天然胶乳!是整个胶浆体系的主体材料或基料$它的质量对粘合力起决定性作用 具体因树龄%品质%产地土质及割胶季节等因素而不同$另外 跟贮存条件也有关 如贮存时间过久%保管不善 都会导致胶乳变质 使粘着力下降$基本要求!天然乳胶是天然橡胶微粒分散在水中 的 分 散 体 其 总 固 形 物 的 质 量 分 数 为#$配制胶浆前 先要添加软水加以稀释$天然胶乳中的橡胶烃粒子因为未经机械破坏!指干胶的塑炼#所以相对分子质量高 成膜后柔软性好 这对作为胶浆使用是有利的$万方数据%E!特 种 橡 胶 制 品第!卷!第!期天然橡胶乳胶都采用桶装!桶盖开启后应先检查其气味!若氨味很浓!则说明稳定性正常接着要观察其形态和颜色!凡是无结团#色白如牛奶的表明未变质再测其机械稳定性如以上各道检查均获通过!则可投入使用)固形物质量分数为#!余下的%#为水分!在配制时要补加软水!适当稀释*胶浆含胶率!胶浆中除了橡胶$即基材%外!还需添加各种助剂!故含胶率定在E#左右如果低于此值!将会减弱成膜后的强度+f值!氨是保持胶乳稳定性的稳定剂氨含量过低会使整个体系处于不稳定状态又鉴于氨在贮存过程中不断消耗!因此用 f值加以控制!f值太高意味着氨含量过多!会影响环境&反之!f值过小则意味着氨含量过少!容易引发起泡一般宜控制在E#:#!使整个体系处于合适的碱性状态$!%水溶性助剂!这类助剂都是供乳胶专用的!且都是水溶性的!可以直接加入乳胶按功能的不同又可分为如下几种&去氨剂!氨有强烈的刺激味!需在配制之前除去常 用 的 去 氨 剂 为 甲 醛 水 溶 液$浓 度%#%!用量控制在:C$#%C#份$按胶乳:#份计%)稳定剂!胶乳中的胶粒因有凝聚倾向而缺乏稳定性!而稳定剂则是带电荷的物质!加入之后使胶粒相互排斥!从而抑制凝聚常用品种为氢氧化钾#干酪素和平平加I后者是一种非离子型表面活性剂!能显著提高胶乳稳定性!但对白度不利!因此!近年来用聚乙烯醇来取代!在白色围条浆中使用的效果很好稳定剂的通常用量为#C:$#C;份*分散剂!在胶乳的分散界面$包括液固或液液界面%!往往因界面张力大而不能良好地分散分散剂则能降低界面张力常用品种为拉开粉!用量#C$#:C$份+扩散剂!一种功效与分散剂类似!但作用不完全相同的阳离子型表面活性剂它具有良好的润湿力!能增进组份间的流动平滑!减少球磨时间!降低被研磨物料的粘度!促进配合剂的均匀分散赋予理想的机械稳定性它在围条乳胶浆的制备中 不 可 缺 少代 表 性 品 种 为8 b!常 用 量#C:$份,渗透剂!作用是促进胶浆向织物孔眼的渗透与扎根!提高粘合效果在合布浆和围条浆中更是不可缺少的常用品种Y b H是一种非离子型表面活性剂!由环氧乙烷和脂肪醇缩合得到!外形为白到灰色的粘稠物!f值为?由于它能降低水的表面张力!故能加快乳胶浆渗透到织物的缝隙B增稠剂!用来提高胶浆的稠度这对合布工序来说至关重要常用品种为HPH!即羧基甲基纤维素$俗称水玻璃%!一般用量为?#E份$;%非水溶性助剂!它们都是干胶中常用的助剂包括硫黄#促进剂#硫化活性剂#防老剂#增粘剂等由于属于非水溶性!在添加到乳胶中之前!需先经长时间球磨加工!制得均匀#稳定的水分散体然后再加到胶乳中至于具体品种与性状则与干胶中所用的相同#!配方示例!#$:%围条浆$质量份%!天然乳胶:#(氧化锌#C$(硫黄#C E(促进剂A8A J#C E(防老剂P#Z不等!一般以?!Z居多万方数据!#$年!赵光贤!天然橡胶乳胶浆与胶鞋制造%!+球磨过程中要经常检查球磨机是否运转正常!#乳胶浆的制备准确秤配已球磨好的非水溶性助剂的水分散体!)首先将各种水溶性材料加入乳胶$随加随搅拌$然后加入各种已球磨好的水分散体$先后顺序为氧化锌%防老剂%促进剂%硫黄!*加软水并搅拌均匀!+最后调整胶浆的 f值到E#:的碱性范围!在酸性条件下$乳胶浆会立即失去流动性而凝固!E!鞋用乳胶浆的发展如前所述$乳胶浆作为水基胶粘剂有优点$也有缺点$因此有改进的必要!这些缺点可归纳为三个方面&第一$制备过程环节多$耗时长 第二$各种水分散体配比都不相同!很容易出差错 第三$与汽油胶浆相比$挺性差$不能满足合布需要!针对这些不足$近年来$各厂做了不少工作$也出台了一些措施$其中有的有效$并付诸实施$有的则以失败告终!:#对乳胶浆改性!针对乳胶浆某些性能上的欠缺$采取改进措施$通过添加某些成分进行补偿!因为添加物较多是聚合物$因此业内把这种改性后的乳胶浆均称为(化学浆)*;+$其中行之有效的改性成分有&酚醛树脂!预先配制:#浓度的间苯二酚,甲醛树脂$投加到乳胶浆中后$能明显提高胶膜的硬度和挺性!还能大幅度提高围条与帮面之间的附着力!但会使胶浆变成紫红色$因而不适合于白色或浅色胶鞋!)硅酸钠 水玻璃#!对胶浆起稳定和增稠作用$有利于涂刷操作!*HPH!其结构中的-H IIf基团能加强与织物的亲和$有助于提高围条,鞋帮附着力!并起到增稠作用!+聚乙烯醇!是一种水溶性聚合物$能提高胶浆的粘性$还能提高胶浆的稠度!,聚丙烯酰胺!是一种多功能改性成分!能兼起增挺%增粘和增稠作用!以上各种树脂能和胶乳相互取长补短$提高胶浆的综合性能!化学浆现在主要用于布面胶鞋的合布!#取消球磨!上世纪E#年代$上海大孚橡胶厂的技术人员曾大胆提出取消对非水溶性材料球磨这一工序!乳胶浆的工序烦琐$关键在于球磨$因为每一种非水溶性助剂都要进行长时间的单独球磨!希望在硫化时可以让相邻胶层 例如围条胶#所含的配合剂穿透围条,乳胶浆的界面而传递给胶浆!这种配合剂的迁移确实存在!但实践证明$迁移量太少$远远不足以满足胶浆层的需要!而且$即使有效$也只适合于有相邻胶层的场合$如围条浆 而不适合于不具备相邻胶层的情况$如合布胶浆!;#开发(母胶型)乳胶浆$这种胶浆具有类似于干胶中的母炼胶的功能!它们由专门生产单位提供$浆中已具有常用的基本成分$用户可根据自己的需要添加补充组分!这比起整套从头制备要简单得多$也省力得多!上海曾在上世纪的E#年代供应过一种名为9;母炼型乳胶浆$使用方便!颇受中小型胶鞋厂欢迎!%!一点启示!E水基化是各类胶粘剂的发展方向$由于历史的特殊条件$我国胶鞋行业在这方面先走了一步!在当年是迫不得已$而现在回头看$我们却领先了%#年!因为在.橡胶工业/杂志:E年第:!期上$刊载了一篇题为(水基胶粘剂在胶鞋生产中的应用)的 译 文*$+$原 文 发 表 于:?年 美 国 的.2.3 3(/S 0/,4/杂志的第!期上!主要报道美国有的胶鞋厂也在走改溶剂浆为乳胶浆的道路$而且对这样改表示肯定!作者归纳了乳胶浆的%大优点&改进车间空气质量$减少火灾隐患$减少对人体危害以及容易清洗!这些结论和我们的实践结果是相符的!根据%#年来的使用实践可知$采用乳胶浆或汽油浆的胶鞋都在执行同一的国家标准$以同一的指标对附着力进行考核!这鼓励我们树立信心$进一步把乳胶浆用好$这样才能不辜负前辈们辛勤劳动的成果!参考文献#*:+!赵光贤C乳胶浆在胶鞋生产中的应用*Y+C胶鞋工业$!#;$:#&:C*!+!黄永祥$何祖祥C天然胶乳胶浆在胶鞋工业中的应用*Y+C胶鞋工业$!#$%#&%C*;+!徐步云C化学浆在复合材料上的应用*Y+C胶鞋工业$!#:$万方数据$#!特 种 橡 胶 制 品第!卷!第!期!;#!#C$%!赵光贤C乳胶浆的启示$Y%C胶鞋工业&!#:&!%#$C$%!许炳才译C水基胶粘剂在胶鞋工业生产中的应用$Y%C橡胶工业&:E&%$!:!#?!:C;Y=4 8 5*)T 5*3 6 4D 3 6 1 M 3 2 1 5-M;1 0 0 5 7 8-5*()*:,1 5 =/Q.5!H Z+N O N*N O2 0+48 0 7:E E&Z+N O Z+*)*5&Z+N O Z+*!#$:&H Z*N+=0*2 2#A Z()0 M +/*1 0 N3(5 (N/.3 3(/,+5(U+4 Z(1*V(1+N 4/.3 3(/1 0,V(N 5+4 Z(1*V(1*5 Z/(=O+/45 05 Z(*/+4 V+N 5+O(1+N 44/+3+)X 1+1M+4(7 A Z(/+)5*)+,V+,.(0 82 Q+4 Z(1*V(1.1(4*N/.3=3(/1 Z 0(1*N 4.1 5/+1)0 N */M(4&+N 45 Z(M+*N1()0 N 4+/+O(N 5 1V+/*(5*(1+N 4.N)5*0 N(/(O*V(N7A Z(/()(N 54(V(,0 M(N 5*N5 Z*1 *(,4+1+,1 04*1).1 1(4 7?5/:-&:!:#$!D#C$!%!刘大众C视窗平台图形界面的轮胎H 9 J系统$Y%C轮胎工业&!#:&!:!;#:;$D:%!C$;%!张安强&姚钟尧&林惠音C具有尺寸驱动功能的轮胎H 9 J系统$Y%C轮胎工业&!#!&!#;D;?C$%!田敬华&刘波&辛振祥C我国轮胎H 9 J研究进展$Y%C橡胶工业&!#%&$:!#:#D:;C$%!张士其&轮胎力学与热学$P%C北京#化学工业出版社&:E E&$D C$%!柯玉珏&航空轮胎设计程序$%C曙光橡胶工业研究设计院内部资料&:E%C$?%!梁守智C橡胶工业手册!轮胎分册$P%C北京#化学工业出版社&:E C!$;D;#$C$E%!2 C9 C/*4 Z+&P7 5 Z(V(1著&刘大众译&轮胎力学进展&轮胎工业&:$&:$!:!&?;?D?%$C$%!李曰煜C大型航空轮胎国产化取得突破性进展$Y%C中国化工&:$&;#%D%$C$:#%!刘作雄C 轮胎设计辅助计算软件!S*N 4 0 1版 开发 技术总结$%C曙光橡胶工业研究设计院内部资料&!#;C$:%!刘作雄C(轮胎商标和字样设计软件的开发(技术总结$%C曙光橡胶工业研究设计院内部资料&:E C$:!%!刘作雄C航空轮胎计算机辅助设计绘图$%C曙光橡胶工业研究设计院第:;届技术报告会&内部资料&!#%C$:;%!吴秀兰C北京橡胶工业研究设计院轮胎工程中心业绩显著$Y%C轮胎工业&!#%&!%!?#%;D%:C$:%!姚歧轩C国外子午线航空轮胎发展概况$Y%C中国橡胶&:?&!:!;#D:C$:$%!邓海燕编译C飞机制造商再次关注子午线轮胎C现代橡胶技术&!#%C;#!%#:#D:!C$:%!布兰诺娃著&葛传发译C航空轮胎设计原理!苏联$%C曙光橡胶工业研究设计院内部资料&:%CC 5 T 5.-,N 5 6 2-M(-N,1 2 5=)4 5 4C 5*)S 6P-=)3 M 2Z)5FD+I 0./?5 W&2 3 9(1 /Q.=X&2 3A 1 7/O 1X&()*:I 0 1/=5 W!:CB*N O 4+0G N*V(/1*5 0&)*(N)(+N 4A()Z N 0,0 O&B*N O 4+0!#%!&H Z*N+)!C&Z.O.+N O2.3 3(/F N=4.1 5/2(1(+/)Z+N 4J(1*O NF N 1 5*5.5(&a.*,*N!$%:#%&H Z*N+=0*2 2#H 0 M .5(/+*4(44(1*O N!H 9 J+1.1(4*4(,*N5*/(4(1*O N7.55 Z(4(V(,0 M(N 5*N+*/)/+5 5*/(4(1*O N4*4N 0 5M+X(M.)Z/0 O/(1 1+1 5 Z()Z+/+)5(/*1 5*)10 +*/)/+5 5*/(1(/(k.*5(4*(/=(N 5 /0 M5 Z+5 0 O/0.N 4V(Z*),(5*/(1 7 A Z(/(1(N 5 4 0 M(1 5*)4(V(,0 M(N 5+N 4 5 Z(.5./(0.5,0 0 X0 +*/=)/+5 5*/(H 9 J&+1(,+1 5 Z(/0 0 1+,1 0/5 Z(4(V(,0 M(N 50 +*/)/+5 5*/(H 9 J(/(/(1(N 5(4 7?5/:-4*#+*/)/+5 5*/(&H 9 J&M+5(/*+,4*1 5/*3.5*0 N4/+*N O万方数据