楊景晞

（聲普醫(yī)療設(shè)備（廈門）有限公司， 福建 廈門 361008）

1 硫化硅膠常用的加工成型方法

石油資源日益緊缺的今天，硅膠制品成為同類塑膠制品的代替品已經(jīng)是大勢(shì)所趨。硅膠的非石油產(chǎn)品特性，加上優(yōu)越的材料性能可以應(yīng)用到有很多塑膠制品不能做到的用途領(lǐng)域，尤其在醫(yī)療設(shè)備的生物材料，應(yīng)用前景非常廣闊。硅膠具有良好的生物相容性，對(duì)人體組織無(wú)刺激性、無(wú)毒性、無(wú)過(guò)敏反應(yīng)、機(jī)體排異反應(yīng)極少。目前，硅膠的加工生產(chǎn)已經(jīng)進(jìn)入成熟的應(yīng)用期。硅膠常用的硫化加工成型方法如圖1所示。一般硫化分為兩過(guò)程，首先通過(guò)一次硫化進(jìn)行高分子鏈的交聯(lián)反應(yīng)；然后二次硫化進(jìn)行補(bǔ)充交聯(lián)、驅(qū)除硫化劑分解產(chǎn)物和其他揮發(fā)性化合物以穩(wěn)定硫化膠的各項(xiàng)性能。常用的設(shè)備有開(kāi)放式煉膠機(jī)、捏合機(jī)及真空密煉機(jī)[1]。

圖1 硫化硅膠常用的加工成型方法

2 硫化劑混煉后的對(duì)比

硅膠主要成分是非晶態(tài)二氧化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。制程中車間粉塵含量應(yīng)控制在不大于10 mg/m3，需加強(qiáng)排風(fēng)，操作時(shí)戴口罩。硅膠有很強(qiáng)的吸附能力，對(duì)人的皮膚會(huì)產(chǎn)生干燥作用，因此，操作時(shí)應(yīng)穿戴好工作服。若硅膠進(jìn)入眼中，需用大量的水沖洗，并盡快找醫(yī)生治療[2]。

硅膠的制成是將硫化劑加入膠體進(jìn)行硫化反應(yīng)，操作時(shí)間從那一刻開(kāi)始計(jì)算，30 min內(nèi)的硫化反應(yīng)不影響到成品的質(zhì)量。所以產(chǎn)品操作過(guò)程中越是節(jié)約時(shí)間對(duì)成品越有利。活性過(guò)氧化物屬易揮發(fā)物質(zhì)，稱量好的硫化劑盡量避免長(zhǎng)時(shí)間在空氣中暴露，盡快混入硅膠中。混煉好的硅膠應(yīng)用薄膜包裹好，盡量避免敞開(kāi)擺放防止活性物的揮發(fā)。最好能存儲(chǔ)在室溫25℃以下，并在24 h內(nèi)完成硫化為宜，否則需補(bǔ)充硫化劑重新返煉。相同的硅膠原料由于硫化劑成分的不同，導(dǎo)致混煉后的效果完全不同。圖2是C-15、C-8和C-S三款不同型號(hào)硫化劑混煉后的對(duì)比，圖3是硫化后透明度對(duì)比。

圖2 硫化前硅膠的透明度對(duì)比

圖3 硫化后硅膠的透明度對(duì)比

3 硫化制程的溫度和時(shí)間變化

硫化劑對(duì)明火靜電非常敏感，煉膠時(shí)相關(guān)設(shè)備需要接地線。硫化劑應(yīng)分批量加入，為避免化劑直接接觸金屬輥筒摩擦起火，建議用膠包裹硫化劑后，再加入兩輥筒中混合。目前國(guó)內(nèi)使用的90%以上的橡膠硬度計(jì)絕大多數(shù)是A型邵氏硬度計(jì)。模壓硅膠的硬度（HA）范圍通常在30°～70°。原料配合色膏按照潘通色卡號(hào)調(diào)出顏色，模具的形狀決定了模壓硅膠制品的形狀，模壓硅膠制品是硅膠行業(yè)中運(yùn)用最廣泛的一種。因?yàn)楣枘z工藝流程中的配料,煉膠,切料,擺料等完全依靠人工操作。所以合理地安排制程對(duì)人工成本、開(kāi)機(jī)費(fèi)、電費(fèi)、報(bào)廢率等都有直接的影響。兩個(gè)硅膠成品之間的黏合，需要采用專門的膠水和特殊的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。紫外光固化膠（UV膠）由于無(wú)法與二次硫化的硅膠表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以無(wú)法粘黏。硅膠基料的制成有兩種法沉淀法和過(guò)濾法，外觀區(qū)別在過(guò)濾法生產(chǎn)出來(lái)的硅膠基料存在氣孔現(xiàn)象。因?yàn)橹瞥傻淖詈蠊ば蚴沁^(guò)濾，而過(guò)濾網(wǎng)中間不可避免地存在有空隙，導(dǎo)致氣孔的產(chǎn)生。

在生產(chǎn)過(guò)程中由于各種外因?qū)е律a(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)變化，使產(chǎn)成品出現(xiàn)各種狀況。下面通過(guò)圖4對(duì)硫化初模調(diào)樣生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的狀況進(jìn)行匯總，便于直觀的理解和發(fā)現(xiàn)制程中問(wèn)題的成因。硫化過(guò)程的主要變量因子是溫度和時(shí)間，在理想的生產(chǎn)條件D點(diǎn)可以獲得穩(wěn)定的產(chǎn)出。在此之前要經(jīng)歷模具的預(yù)熱、聚熱、恒溫三個(gè)階段。從A到B點(diǎn)的預(yù)熱階段過(guò)早的投料會(huì)出現(xiàn)生膠現(xiàn)象，因?yàn)槟夭蛔闱也痪鶆?。從B到C點(diǎn)的聚熱階段爐溫會(huì)超出理想溫度，通過(guò)撕邊可以明顯感到硅膠的韌性和脆斷。最明顯的是在C點(diǎn)的硅膠過(guò)熱硬化開(kāi)裂或生膠的出現(xiàn)，這里生膠的出現(xiàn)是因?yàn)闇囟冗^(guò)高導(dǎo)致外圍的硅膠已經(jīng)快速熟透而內(nèi)部的還沒(méi)來(lái)得及反應(yīng)。通常B點(diǎn)被誤判為D點(diǎn)，而未對(duì)溫度進(jìn)行跟蹤控制導(dǎo)致反復(fù)不穩(wěn)定，恒溫階段的溫控需要微調(diào)漸進(jìn)的方式。正確的判斷這三個(gè)階段出現(xiàn)的現(xiàn)象并做出相應(yīng)的操作，使硫化設(shè)備在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定產(chǎn)出，可以有效降低能耗和人工成本。這一階段是控制生產(chǎn)成本的主要環(huán)節(jié)。

圖4 硫化制程的溫度/時(shí)間變化曲線圖

4 結(jié)語(yǔ)

硅膠的生產(chǎn)相對(duì)簡(jiǎn)單易行，應(yīng)用前景越來(lái)越廣泛，可以預(yù)見(jiàn)在短期內(nèi)沒(méi)有類似的材料可以有效地取代它。所以掌握硅膠在生產(chǎn)的應(yīng)用，積極主動(dòng)的掌握生產(chǎn)工藝，長(zhǎng)期的現(xiàn)場(chǎng)專研學(xué)習(xí)對(duì)降低成本提高效率具有重要意義。

[1]王蕾.硅膠的技術(shù)特征分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（9）：21-23.

[2]李立忠.生產(chǎn)過(guò)程中硅膠的應(yīng)用范圍[J].大科技，2017（12）：12-14.