《压出制品》PPT课件.ppt

第十一章,压出制品,胶乳压出制品是利用高位槽的静压力或外加压力的作用，使胶乳通过压出嘴子而得的实心或空心凝胶，再经加工而成的制品。利用这种工艺生产的制品，主要有胶乳胶丝和医用胶管。,第一节 胶乳胶丝 第二节 医用胶管,第一节,胶乳胶丝 胶乳压出凝固法制造胶丝，胶乳成型法，胶乳胶丝断面呈圆形，表面非常光滑，粗细均匀，并可制成任意长度。对非常细的胶丝，它的规格范围宽，设备比 较简单，连续化程度和劳动生产率高，同时胶丝的拉伸强度、拉断伸长率和耐老化性能均比用干胶生产 者优越.胶乳胶丝主要用于服装工业，还使用在鞋袜业中，如，轻便鞋，拖鞋，马靴。,一、胶乳的选择及配方,(一)生胶乳的选择(二)胶乳胶料配方,生胶乳的选择,胶乳胶丝可用天然胶乳、氯丁胶乳、聚异戊二烯胶乳、丁腈胶乳、聚丙烯酸酯胶乳等来制造。目前 仍以天然胶乳为主，氯丁胶乳次之。,(二)胶乳胶料配方,用于压出工艺的配合胶乳，其粘度应在数天的贮存时间内保持恒定，同时其pH 值又能在酸性条件下 使胶乳迅速胶凝；胶料不应含有气泡，絮凝胶块和分散不良物质；配合胶乳还应保证硫化后的胶丝具有 模数高、永久变形小，而且与铜接触时不易受到污染。为了得到令人满意的使用寿命，胶丝须耐热和耐 洗涤。如果胶丝使用在白色织物中，尤其与尼龙结合使用时，最好呈洁白色。但实际上要从一个配方同 时获得以上所有特性是不可能的，因此，应根据使用要求制订不同配方。,胶乳胶料配方注意点：1.硫化体系（硫化促进剂一般采用并用体系）2.防老剂（用量比一般制品多，多采用并用体系）3.其他配合剂（填充剂.着色剂等）,生产工艺和设备,(一)分散体制备(二)配料(三)压出酸凝(四)水洗、干燥、硫化,胶乳胶丝单线生产流程：,分散体制备,分散体要求细而分散均匀，粗粒于会造成压出喷嘴堵塞。比较先进的方法是将配合剂、水与分散剂预先加入一个预混槽中，在搅拌下进行预分散，然后用泵将此粗分散体打入一个带有冷却水夹套和填充玻璃砂的圆柱体中。圆柱体内备有带孔的三叶旋转圆盘 进行搅拌。粗分散体从下部连续通过各层玻璃砂，从圆柱体顶部流出，即可制成合格的分散体。,配料,配合、熟成的工艺条件(包括温度、时间等)要严格控制。熟成的一个重要原因是需将胶乳预硫化至一定程度，以改善胶丝的压出性能。有的工厂还要将熟成后的配合胶乳通过加压匀化器作最后的匀化处理，使配合剂在胶乳中充分分散，然后经过滤及真空去泡再压入高位槽。,压出酸凝,高位槽的配合胶乳经过恒压器流入总管，再由总管流入毛细管喷嘴，最后由喷嘴流入凝固剂槽凝固而成胶丝。恒压器的作用是使胶乳流速恒定。值得注意的是，即使胶乳胶料的粘度不随时间而变，恒压也只能使流速恒定。而实际上胶乳胶料的粘度是有变化的，所以在生产期间仍需对压差作必要的调整。有很多 类型的恒压器可供选用，但对胶乳胶丝的工艺来说，应以能把压差控制0在.5%以内，压差范围在20 c m 150 cm 的较好。,水洗、干燥、硫化,在凝固槽成型的胶丝，引入洗涤槽进行水洗，然后进入干燥-硫化柜进行干燥和硫化。,三、带状胶丝的制造方法,带状胶丝是将若干条单根胶丝紧密排列，集束而成。这种胶丝的特点是，其中每根胶丝既要相互粘着不致松散，又要在需要时可将每根逐一地轻易剥开。它比单根胶丝具有成卷省事，包装运输方便，使 用时胶丝之间不会打结，节约能源和设备等优点。现在使用的方法是将平行成排的压出胶丝先行干燥，再导入分散有二氧化硅粉末和石蜡的分散液槽中浸渍，使每根胶丝表面形成一层液膜，它既能防止胶丝本身发粘，又能使胶丝相互结合。然后经过椭圆的 集束圈，各根胶丝就逐渐接触，并慢慢缩小间隔，再经一导辊使胶丝在同一平面上紧密地排列起来，最后进入硫化装置。经过硫化后的带状胶丝再通过带有导辊的滑石粉槽，便获得连续制造的成品。胶丝的粘着程度可通过石蜡种类的选择和调节分散液的浓度来调整，若在石蜡和二氧化硅粉末分散液中，加入适量的分散剂或表面活性剂，则分散状态更加均匀。分散液的一般配方如下：13%石蜡乳化液（由 13 份石蜡和 87 份水组成的乳化体系）200.00二氧化硅5.00 油酸钾(表面活性剂)0.25 焦磷酸钠0.03 水94.27 合计300.00,四、规格及性能,(一)规格胶丝的规格是以 l 英寸的距离内，胶丝并排排列的根数作为支数来表示。根据胶丝的规格可算出其直 径。例如规格为 23 支的胶丝，其直径为 25.4 23=1.1mm。如果要检查胶丝的规格，必须先测定胶丝的直径。其方法是测定胶丝密度 d(g/cm3)，然后称量 lm 长的胶丝的质量 m 为 1 g，根据下式计算出胶丝直径 D(mm)：137 D 1.128 m d胶丝的支数 x 则由求得的直径按下式算出：x 25.4D对于截面积相同的方形胶丝和圆形胶丝，它们的支数可用下式互相换算：圆形胶丝支数=0.887方形胶丝支数,性能,拉断伸长率：%500700500500 拉伸强度：MPa30303030滞后损失：MPa（Schwartz法）111.51老化（70 14d）伸强度保持率，%：50505050,第二节 医用胶管,医用胶管是一种医疗用胶乳制品，用作输血、输液及引流等的导管。用胶乳制造胶管，按成型方法可分为模型浸渍法和热敏胶乳压出法两种。,一、胶乳的选择及配方,(一)胶乳的挑选(二)促进剂 TMTD 与 DM 的用量(三)碳酸锌的作用(四)稳定剂的作用(五)六偏磷酸钠的作用,胶乳的挑选,因生产压出胶管过程中，工艺性能往往很不稳定，在投产前认真挑选胶乳是稳定和保证胶管质量的有效措施。根据现行浓缩胶乳质量指标所规定的项目虽能判定胶乳质量的好坏，但不能确定它是否符合 胶管压出工艺的要求。目前都是通过小样工艺试验挑选胶乳。这种方法因试验周期长，影响操作因素很 多，往往会出现较大的试验误差，不能正确指导生产。通过长期实践发现，测定胶乳的热稳定度可以直 接判断是否符合胶管压出工艺要求。由于测定热稳的方法和条件不同，同一胶乳测得的数据各异，故各 单位有自己的适宜指标。虽然热稳低的胶乳不一定都能适应胶管压出工艺要求，但热稳高的胶乳肯定不 能作为压出胶管的原料。浓缩胶乳在贮存过程中，其热稳随贮存时间的增长而降低，初期急剧下降，贮存46 个月后，下降速度明显缓慢，并趋于稳定在一个水平上(图 11-2)。在此浓缩胶乳中加入不同量月桂酸铵分别硫化后，所得硫化胶乳的热稳随月桂酸铵用量的增加而降低，当月桂酸铵用量达胶乳总固体量的0.15%后，热稳下降 明显减缓并趋于稳定(图 11-3)。其变化情况与浓缩胶乳贮存过程中自然熟成的规律相类似。因此，如遇贮 存期短，热稳定度高的浓缩胶乳，可加入适量的月桂酸铵改善其热敏性以适应压出工艺的要求。以鲜浓乳为原料，用2709-碱性蛋白酶加速胶乳熟成并经硫化等工艺处理制成压出胶管专用胶乳。其主要优点有：刚生产的浓缩胶乳不经自然熟成即可用来制造马上压出的胶管专用胶乳。此胶乳为硫化胶乳，用户仅需添加后加料即可进行热敏压出，可省去用户有关磨料、配合、硫化 等工序，相应节约厂房、设备、动力和人工的费用；氯仿值长期稳定不变，有效使用期可长达一年；无 一般胶管胶料的红棕色沉淀物，可大大减少胶管的杂质等外观缺陷。避免胶管生产单位挑选原料胶乳的麻烦和选不到适当胶乳的困难。引头容易，压出速度比一般浓乳的快，故生产效率较高。,促进剂 TMTD 与 DM 的用量,TMTD 与 DM 并用时，TMTD 的用量为 0.5 份0.7 份较适宜。若它的用量低于 0.5 份，产品物理机械性能及硫化速率均会明显下降；如用量超过0.7 份，制备硫化胶乳的温度稍为偏高便会产生一种棕色沉 淀物。在压出工艺中，将由于这种沉淀物的影响，导致产品的一侧产生裂纹，直接影响产品的合格率。DM 用量一般以 0.4 份0.6 份为宜。因 DM 对胶乳有明显增稠作用，所以在制备硫化胶乳时采取后加的 办法。由于 DM 的增稠，热敏配合胶乳的胶凝速度也为之提高。因此，DM 的用量不仅影响热敏胶料的 粘度和产品的硫化速率，而且还会明显影响热敏效果，对胶管的压出速度和外观质量因而都会造成直接 的影响。为此，有人称 DM 为第二热敏剂。曾作过这样的试验：按基本配方(胶乳干胶 100，S1.0，TMTD0.7，DM0.4，ZnCO30.75，NH4C12.5)制成热敏配合胶乳，测得其热稳定度为60s，此时胶乳全部胶凝。如果用等量TMTD的 代替配方中的 D M，其它条件不变，则制出的胶乳热稳为 70s，胶乳不能全部胶凝。再取以上两个不同胶样作压出工艺试验，发现有 DM 的胶样，完全符合正常的压出规律，产品合格率达 90%以上。而以 TMTD 代替 DM 的胶料，在压出时速度很慢，表面粗糙而不光滑，产品表面发白，合格率几乎下降为零。这些结果充分说明了DM的热敏作用。因此，在分析压出工艺中出现的问题时，DM 用量是一个不可忽视的重要因素。有人用促进剂 ZDC代替 TMTD 作过比较试验，发现含ZDC的胶乳表面虽也出现同 TMTD 胶乳一样的粉红色物质，伹不产生棕色沉锭物；用作压出胶管时，产品合格率明显提高。不仅如此，所得胶管的 颜色较浅，尤其在蒸煮过程中颜色不变深，其物理机械性能与含 TMTD 的配方基本相同，且同样可获得 较为平坦的硫化曲线和较好的耐老化性能，产品主要性能均符合国家输血胶管标准。,碳酸锌的作用,压出胶管配方中的 ZnCO3 是作为硫化活性剂使用的，然而采用锌氨络盐作热敏剂时，它又是此热敏 剂的组成部分。当遇到增减氯化铵用量热敏配合胶乳的热敏效果变化不明显时，说明配方中 ZnCO3 用量 不足，此时宜适当补加一些 ZnCO3 分散体，以便获得较理想的结果。,稳定剂的作用,在一般胶乳制品加工过程中加入适量稳定剂，可满足加工工艺构要求。在输血胶管配方中，随着稳定剂的加入，往往会给压出工艺性能带来反作用。当热敏配合胶乳加入稳定剂后，必然影响胶凝速度。为了提高胶凝速度，势必增加热敏剂用量，然而热敏剂用量过高时又给冲洗工艺造成困难。若冲洗不净，不但达不到产品化学指标，而且产品在烘干过程中容易老化。若稳定剂用量过高时，胶乳在胶凝过程中脱水速度过快，也会影响压出工艺的正常进行。若在配方中尽量减少稳定剂用量，就能主动掌握热敏胶乳的热敏性能。实践结果表明，只在制备分散体时加少量的酪素和氨水之类的稳定剂，而在硫化胶乳的 制备和热敏胶乳的配制中，均不加稳定剂，会有效地提高热敏效果。对提高压出速度和产品外观合格率 也是有益的。但采用低氨胶乳生产胶管时，则必须加入适量稳定剂，才能保证压出工艺正常。,六偏磷酸钠的作用,用氯化铵作热敏剂压出速度慢，一般仅5 cm/min6 cm/min。但在氯化铵热敏胶乳中加入适量的六偏 磷酸钠，可显著提高其压出速度。六偏磷酸钠(NaPO3)6 是偏磷酸钠(NaPO3)的聚合体，俗称磷酸钠玻璃。它的 20%水溶液，pH 值 56，能使蛋白质沉淀，90以上使蛋白质沉淀速度显著加快。在氯化铵热敏胶 乳中加入六偏磷酸钠 0.8 份1.6 份肘，胶乳粘度升高，热稳降低，胶凝速度加快。在工艺上能使压出性 能稳定，起到了热敏剂的作用。当氯化铵用量固定为6.0 份时，随六偏磷酸钠用量的增加，胶乳粘度上升，热稳下降，热敏性能提高，压出速度增快。用量在 0.8 份以下时，压出速度提高幅度不大；用量高过 1.6份后，热敏胶乳易增稠，尤其是熟成胶乳，将因热敏性过高而不能压出。在六偏磷酸钠用量为 1.5 份时，同一配方的胶乳随着硫化程度的加深而显示出较好的热敏化效果。但超过氯仿值三末后，虽压出速度也 快，而凝胶强度弱，湿凝胶管软，强度低，管面出现裂纹或在压出中自行断裂。氯仿值如不达二末，则在压出嘴内的湿凝胶管硬而强度高，容易堵塞压出嘴，压出速度太慢。因此，压出时的氯仿值控制在三 中为宜。在使用六偏磷酸钠的热敏胶乳中，要注意稳定剂的用量。生胶乳热稳低而稳定剂用量又不够时，配合胶乳不稳定，会有絮凝或增稠情况出现；稳定剂用量过多时，胶乳配合后热敏性能将下降。生胶乳 热稳较高时，一般仅加KOH 0.05 份0.08 份；热稳低者，除加KOH 0.08 份外，还应加酪素0.05 份。加 1.5 份六偏磷酸钠的胶乳，其压出速度随氯化铵用量的增加而增大，根据试验，不同规格胶管的氯化铵适宜用量范围为 5 份9.5 份。此外，压出时的温度对加六偏磷酸钠胶乳的压出速度也有影响，温度越高，压出越快，虽达 100时还可压出，但胶管有水汽泡。适宜压出温度是 8595。,生产方法,热敏压出胶管一般采用预硫化胶乳生产。为了减少具有增稠作用的配合剂(如促进剂 DM、六偏磷酸钠等)使胶料增 稠，从而降低机械杂质和粗粒子配合剂的沉降作用以及影响 压出工艺，应将胶乳硫化后再加入这类配合剂。将配好的热 敏化胶乳置于高位槽中，利用外压或静压使之通过胶管成型 器(压出嘴)，热敏化胶乳在成型器内受热胶凝而成管状凝胶。将此凝胶管通过沥滤除去水溶性杂质，再经干燥，硫化便得产品。,压出胶管的生产工艺流程如下：胶乳配合(加稳定剂及“前加料”)硫化停放3d过滤(除去底胶)加“后加料”(促进剂DM等)过滤停放压出泡洗浸滑石粉液放入盘筛预干燥沸水硫化氯处理清水冲洗干燥检验包 装。,由于无机热敏剂的热敏性能差，压出速度慢，胶凝时产生的锌盐吸附在胶粒表面，如不充分漂洗，不仅对粒子间的结合有隔离作用，影响凝胶表面光滑和透明度，而且对产品老化性能也不利。为此，可 改用有机热敏剂以提高压出速度等性能。可作胶乳用的有机热敏剂品种很多，其中，具有逆溶性，其溶 液在一定温度出现浑浊的有机高分子化合物，是现在广泛使用的有机热敏剂。配有这种热敏剂的胶乳，当温度升高到热敏剂析出的温度(浊点温度)时，热敏剂由水溶状态迅速转为水不溶状态，使胶乳稳定性遭 到破坏，并诱使橡胶粒子结合成稳定的凝胶。兹以国外使用较早、生产上现仍用得最多的聚乙烯甲基(商醚 品名 Lutonal M40)为例，说明其具体使用情况。配方(干基，重量份)：硫化天然胶乳100.025%非离子表面活性剂(稳定剂)0.540%甲醛溶液将胶料 pH 值调至 7.510%Lutonal M401.050%ZnO 分散体0.5防老剂和颜料按需要加上面非离子表面活性剂是 30mol 环氧乙烷与 1mol 的壬基酚加合物，应在加甲醛去氨前加入胶乳。甲醛要在剧烈搅拌下缓慢加入。当热敏剂加 入后，胶料温度要保持在其胶凝温度以下，最好在1015，最高不能 超过 23。为了使热敏胶乳顺利压出，供胶池的液面应高出胶管成型器出 口 1 m 1.5m(图 11-5)。热水夹套的水温可比使用无机热敏剂低，控制在5060即可。成型后的胶管用流水浸泡，一般不超过 24h。,剂虽压出速度等性能较无机热敏剂有明显提高，但存在如下缺点：1.压出胶管的湿凝胶强度低，并且容易粘连，需压出时作表面处理 2.胶乳氨含量需作较严格的调节。若采用分子量适中的聚丙二醇作热敏剂可排除上述缺点。,四、生产中出现的一些问题,(一)压出速度不正常1.产生原因 热敏胶乳胶凝速度过快或过慢 2.解决办法 调整热敏胶乳的胶凝速度，使胶乳流到成型器有效受热长度 2/3 左右的位置达到全部 胶凝。,(二)产品出现“竖道”或裂纹1.产生原因 主要是氯仿值控制不当 2.解决办法 氯仿值控制在三初三中；胶乳硫化后规定合理的停放时间，让粒度较粗的配合剂充分沉降除去。,(三)胶管有砂眼或白点1.产生原因 主要是热敏化胶乳氨含量高 2.解决办法 适当降低胶料的氨含量或提高热敏化胶乳的停放温度,(四)胶管出现“鸡爪印”，即胶管表面显现象鸡爪那样的绉纹1.产生原因 热敏化胶乳停放时间太短，熟成程度不够，或压出时胶凝速率不一。2.解决办法 适当延长胶乳熟成时间，压出时使各种配合剂，特别是胶凝剂与胶乳混合均匀,谢谢观看！,