关于橡胶模具设计以及模具污染问题

随着我国橡胶制品行业的发展，橡胶制品的种类和产量不断增加，从传统经验设计到理论计算设计，促进了橡胶模具的设计和制造。

特别是随着橡胶生产设备的不断改进和生产工艺的不断改进，橡胶模具越来越多，模具的制造水平和复杂性也越来越高和精致。

橡胶模具的发展趋势是高效、自动化、精密、长寿。

根据模具结构和产品生产工艺的不同，橡胶模具分为：

压制成型模具、压铸成型模具、注射成型模具、挤出成型模具四种常用模具，以及一些生产特殊橡胶产品的特殊橡胶模具，如充气模具、浸渍模具等。

1.压制成型模具

又称普通压模。将混合、加工成一定形状、称重的半成品胶直接放入模具中，然后送入平板硫化机加压加热。橡胶在压力和加热作用下硫化。

特点：模具结构简单，通用性强，使用面广，操作方便，在橡胶成型产品中占很大比例。

2.压铸模具

又称传动模具或挤压模具。它是混合的，形状简单， 一定的胶料或半成品胶块放入压铸模腔中，通过压铸塞的压力挤压胶料，使胶料通过浇筑系统进入模腔硫化成型。

特点：比普通模具复杂，适用于制作薄壁、细长易弯曲的产品，形状复杂，橡胶制品加料困难。该模具生产的产品密度好，质量优良。

3.注射成型模具

通过注射模的浇注系统，将预加热成塑性状态的胶料注入模具中进行定型硫化。

特点：结构复杂，适用于大型、厚壁、薄壁、形状复杂的产品。生产效率高，质量稳定，可实现自动化生产。

4.挤出成型模具

通过截面形状的橡胶型材半成品采用机头成型模具制成，达到初步成型的目的，然后冷却成型后输送至硫化罐进行硫化或作为压模所需的预成型半成品胶料。

特点：生产效率高，质量稳定，能实现自动化生产。

1.剩余槽(或流槽)

为了保证填充腔的胶水充满压实，胶水必须稍微过量，因此必须在腔周围开槽储存余胶。这种用于排除余料的槽称为余料槽，也称为流动槽。

2、排气孔

气体密封在型腔内会产生气泡、明疤、缺胶等缺陷，因此必须使型腔排气顺畅。

一般来说，气体可以从分型表面的间隙中排出，但在某些情况下，有些部位往往不容易排气，因此必须打开小孔以促进排气。

这些小孔被称为排气孔，包围着O密封圈中的气体不易排出，所以气体和余胶可以在中间开孔排出，孔的直径~3mm，O型圈内径小于155mm中间不需要钻孔。

3.启模口(又称撬口)

启模口不要太深或倒角。如果成对启模口，每对启模口应与 模板中心对称，应尽可能靠近定位销。

通常不需要斜口，但对于薄产品模具，由于其型腔较浅，启模不需要很大的力。斜口多用于斜口，斜口用扁撬凿插入，模板分开，如热水袋模具和拖鞋带模具。

4、手柄

橡胶压模有两种:固定式和移动式。固定操作时不需要将模具移出平板硫化机，一般采用机械操作。

移动普通模具大多是手动操作，硫化后模具从平板硫化机，所以当模具较大时，劳动强度很大，为了移动方便，重模具（一般超过6公斤）需要安装手柄，方便安全，但占用板面积增加，所以小模具不安装手柄。

模具是控制和保证产品几何形状、装配尺寸和满足产品公差要求的重要工具。

橡胶制品的尺寸精度和外观质量直接取决于模具的质量。

众所周知，橡胶产品是由生胶和许多不同性质的配合剂混合而成。在高温高压下，将胶水送入一定形状的模具模具腔内，使其流动，使配合胶充满设计好的形腔沟。交联反应后，成为有价值的硫化胶产品。

由于模具多为中碳钢P20或45钢加工，在高温下使用，属于热模有几种不同的损坏现象，首先由于热氧作用，会出现一些氧化污染点，如非极性橡胶，会软化降解，粘在模具腔表面，如果极性橡胶，会出现硬化点。

此外，在热硫化反应过程中，混合胶中的一些配合剂和低分子物质的生成物逐渐沉积。另一种是氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氟橡胶等橡胶品种，硫化反应过程中产生的有害气体、卤素元素及其化合物，如氯丁橡胶HCl，金属氯化物，H2S，等待模腔的腐蚀。

污染和腐蚀模具对硫化橡胶产品的外观和内部质量有很大影响，导致生产作业无法完成。

造成模具污染和腐蚀的因素很多。

除上述橡胶材料和配合剂因素外，还与硫化条件、模具涂层材料、模具表面清洁度、表面处理、橡胶放置温湿度和连续硫化间长度有关。

假如从权重的角度来看，模具被污染和腐蚀的重点还是要从配合剂的角度来看。

一般认为模具腔表面被污染和腐蚀有三个阶段。

在第一阶段，造成模具腔表面污染的各种橡胶硫化添加剂在高温条件下与橡胶发生硫化反应，开始从橡胶内部转移到模具腔表面；

第二阶段，这些能污染模具的物质通过粘附和沉积机制污染金属模具表面。这些生成物在高温和氧作用下会产生硬氧化物，难以去除；

第三阶段，这些污染物随着模具的持续长期使用而变质，有的粘附在模具上，有的粘附在硫化橡胶制品上，导致产品杂质和断裂。

从实践中发现，在聚合反应产生合成橡胶的过程中，具有保护功能的单体与橡胶共聚或连接在橡胶上。这些非橡胶低分子物质在热反应后也容易沉淀污染模具。

非卤素橡胶腐蚀污染较轻，丁腈橡胶含量高，对模具腔污染较大。

在丁苯橡胶中，1500系列丁苯橡胶对模具污染很大。

在橡胶配合剂中，硫化系统配合剂对模具腔的污染较大，如硫黄、氧化锌和一些溶解度低的促进剂。

还有一些迁移性防老剂、硫化活性剂硬脂酸、聚硅氧烷溶剂型、乳液型、气溶胶型、复合型、烘、复合型、烘烤型、滑石粉、石蜡型、天然合成型、氟型、水溶性、粉末型、薄膜型等，对模具型腔污染较大。

特别是石蜡系对模具型腔的污染非常严重。

在模具方面，光洁度高的模具不易被电镀污染。一些需要哑光或喷砂的模具很容易留下污染物。

在硫化过程中，工作环境温度高或工作环境相对湿度高，硫化温度过高会对模具污染产生一定影响。

当我们知道模具腔被污染的原因时，我们可以采取对策。

例如，在配方设计中，使用与橡胶相容性好、低分子物质少、不易迁移沉淀的配合剂可以改善模具腔的污染。

硫基苯并-1、3-噻唑钙盐、铝盐：8-羟基-1-萘硫醇；二甲基二硫代氨基甲酸及有机磷酸酯铝盐、8-羟基喹啉及其脂肪羧酸钙盐。

在模具腔结构设计中，必须考虑流动橡胶槽的光滑度，即使有污染点，硫化过程中也会剥离。

此外，还应注意模具腔的喷砂处理，也会导致模具腔表面有凹凸条纹。当橡胶材料在硫化成型中流入凹面条纹时，会产生锚定效果，导致与橡胶粘，对模具腔造成污染。

针对这一现象，可采用镀铬处理、钨铬涂层处理、钒钴合金涂层处理等方法改善模具腔染色。

综上所述，模具型腔污染问题常见，时有发生。

除了采取上述措施尽量减少模具污染程度和频率外，只有污染模具腔根据当地情况采取措施，根据自己的能力进行清洁。

目前的清洗方法包括机械清洗、湿式、干式、手工抛光、化学清洗、超声波清洗。

化学清洗(包括酸洗和碱洗)是较常用的，但要注意环保和操作人员的个人保护。

目前市场上有各种类型的洗模液，不妨试试。

人们仍在研究和探索更好的改进模具型腔因硫化反应而受到污染的方法。