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Na produção e processamento de produtos de borracha moldados por compressão, moldes de borracha são ferramentas críticas para controlar e garantir geometria do produto, dimensões de montagem e conformidade com tolerâncias dimensionais . O qualidade de design e fabricação de moldes determina diretamente o precisão dimensional, aparência superficial , e taxa de qualificação final de produtos de borracha e serve como base fundamental para alcançar moldes de borracha de alto rendimento.
Os produtos de borracha são normalmente fabricados por misturando borracha crua com vários ingredientes de composição , seguido de processamento sob alta temperatura e alta pressão condições. O composto é injetado no cavidade do molde , onde flui e preenche as estruturas projetadas de cavidades e ranhuras. Através reações de reticulação , o composto é finalmente transformado em produtos de borracha vulcanizada com valor de aplicação prática.
Este processo é amplamente utilizado em fabricação de moldes de borracha e formação de molde de borracha de silicone de alta precisão.
1. Materiais de molde e ambiente de serviço como fontes de contaminação e corrosão
Atualmente, a maioria moldes de borracha são fabricados a partir Aço médio carbono P20 ou aço 45# , que pertencem a típicos aços para moldes para trabalho a quente . Sob longo prazo condições de vulcanização de alta temperatura , as cavidades do molde estão sujeitas aos seguintes tipos de danos e contaminação:
Contaminação por oxidação térmica
Quando os moldes são expostos a altas temperaturas, ocorrem reações de oxidação entre a superfície do molde e o oxigênio do ar, formando manchas de contaminação por oxidação na superfície da cavidade.
Borrachas não polares : propenso a sUAVizando a degradação e adesão à superfície da cavidade do molde
Borrachas polares : tendem a formar manchas endurecidas localizadas , afetando negativamente desempenho de desmoldagem e aparência superficial
Deposição de Agentes Compostos e Substâncias de Baixo Molecular
Certo composição de ingredientes ou componentes de baixo peso molecular em compostos de borracha geram novos produtos de reação durante a vulcanização, que gradualmente depósito na superfície da cavidade do molde.
Gases Corrosivos e Efeitos Halogênicos
Alguns tipos de borracha, como borracha de cloropreno (CR), borracha de polietileno clorossulfonado (CSM) , e borracha fluorada (FKM) , liberar substâncias corrosivas como HCl, H₂S , e cloretos metálicos durante a vulcanização. Estas substâncias causam danos significativos corrosão de cavidades de molde , com efeitos particularmente graves sobre processamento de molde de borracha de silicone e vida útil do molde de precisão.
Estes fenómenos de contaminação e corrosão não só degradam o aparência e desempenho intrínseco de produtos de borracha vulcanizada , mas também reduzir estabilidade de produção , potencialmente levando a operação contínua interrompida , o que impacta diretamente o desempenho da produção em massa após entrega rápida de molde de borracha.
2. Fatores-chave que afetam a contaminação e corrosão por fungos (análise de peso)
Com base na experiência prática e análise de fator de peso , a contaminação por fungos e a corrosão são causadas principalmente pela sistema de composição de borracha , incluindo:
Aditivos para sistemas de vulcanização (enxofre, aceleradores, óxido de zinco)
Aceleradores com baixa solubilidade e alta tendência de migração
Antioxidantes migratórios
Ativadores como ácido esteárico
Sistemas de liberação externa e liberação de molde
Agentes à base de polissiloxano
Agentes à base de parafina (contaminação mais grave)
Agentes desmoldantes fluorados
Além disso, os seguintes fatores amplificam significativamente a contaminação por fungos:
Seleção de materiais de revestimento de molde
Acabamento superficial do molde e tratamento com jato de areia
Temperatura de vulcanização, tempo e ciclo de produção contínuo
Condições de temperatura e umidade durante o armazeNomento composto
Em aplicações de moldes de borracha de silicone de alta precisão , o efeito combinado destes factores é particularmente crítico.
3. Mecanismo de evolução em três estágios de contaminação da cavidade do molde
Etapa 1: Migração de Contaminantes
Sob condições de alta temperatura, aditivos de vulcanização e subprodutos da reação migrar de dentro do composto de borracha em direção ao superfície da cavidade do molde.
Etapa 2: Adesão e Deposição
Estas substâncias aderem e depositam-se no superfície do molde de metal , formando gradualmente camadas oxidadas difíceis de remover através reações de oxidação térmica.
Etapa 3: Envelhecimento e Transferência
Com o uso contínuo prolongado, os contaminantes sofrem envelhecimento e degradação:
Uma porção torna-se firmemente aderido à cavidade do molde
Outra parcela é transferida para o superfície de produtos de borracha vulcanizada , causando impurezas, rachaduras superficiais , e defeitos de aparência
Isto é extremamente desfavorável para os fabricantes que buscam moldes de borracha de alto rendimento.
4. Influência da Estrutura do Molde e do Tratamento de Superfície na Contaminação
Em fabricação de moldes de borracha e processamento de molde de borracha de silicone:
Moldes de alto polimento, cromados ou revestidos de liga → baixa tendência de contaminação
Moldes jateados, foscos ou texturizados → alta retenção de contaminação
Deve-se prestar especial atenção ao fato de que rugosidade superficial induzida por jato de areia pode criar um “efeito de ancoragem” durante a vulcanização, levando a intertravamento mecânico entre a borracha e as superfícies do molde. Isto resulta em aderência severa, dificuldade de desmoldagem , e contaminação secundária.
Para resolver esse problema, o seguinte soluções de melhoria de superfície são recomendados:
Cromagem
Revestimentos de tungstênio-cromo
Revestimentos de liga de vanádio-cobalto
Estas tecnologias foram amplamente validadas em moldes de borracha de silicone de alta precisão.
5. Estratégias abrangentes para reduzir a contaminação por fungos
1️⃣ Otimização da Formulação do Composto
Selecione composição de ingredientes com boa compatibilidade de borracha, baixa migração , e baixa tendência de floração
Reduzir substâncias de baixo peso molecular propenso a florescer e deposição
2️⃣ Otimização do projeto da estrutura do molde
Garantir canais de fluxo de borracha sUAVe
Minimizar cantos mortos e zonas de retenção , permitindo que os contaminantes sejam removidos durante o fluxo da borracha, mesmo que ocorra contaminação
3️⃣ Otimização da Engenharia de Superfícies de Moldes
Priorizar superfícies galvanizadas ou revestidas de liga
Evite desnecessário tratamentos de jato de areia ásperos
4️⃣ Mecanismos de Limpeza e Manutenção
Os métodos comuns de limpeza de molde incluem:
Limpeza mecânica (polimento úmido, seco, manual)
Limpeza química (limpeza ácida/limpeza alcalina)
Limpeza ultrassônica
Atualmente, limpeza química é o método mais utilizado, embora requisitos de proteção ambiental e segurança do operador deve ser cuidadosamente considerado. Comercial líquidos para limpeza de mofo e compostos de borracha para limpeza de moldes também podem ser usados como soluções auxiliares.
Conclusão
Contaminação da cavidade do molde em produtos de borracha moldados por compressão é universal, recorrente , e sistemático na natureza. Somente através otimização sistemática de:
Projeto de formulação de compostos
Tecnologias de tratamento de superfície
Parâmetros de controle de processo
os fabricantes podem realmente alcançar:
Moldes de borracha de alto rendimento
Produção em massa estável de moldes de borracha de silicone de alta precisão
Desempenho de produção sustentado e confiável após entrega rápida do molde de borracha
Na produção e processamento de produtos de borracha moldados por compressão, moldes de borracha são ferramentas críticas para controlar e garantir geometria do produto, dimensões de montagem e conformidade com tolerâncias dimensionais.
