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摘要：以基礎理論與應用實踐相結合，全面論述了改性、預處理材料在紡紗膠管配方設計中的重要性。介紹改性、預處理材料功能特征和加工種類及方法，通過應用驗證，闡明材料改性、預處理技術是現(xiàn)代紡紗膠管配方設計中的關鍵技術。

關鍵詞：配方設計；丁腈橡膠改性；粉體助劑表面改性、預處理；關鍵技術

0  前言

材料改性、預處理是現(xiàn)代橡膠配方設計的關鍵技術，紡紗膠管配方設計也不例外。膠管配方設計應根據(jù)紡紗工藝和膠管制造工藝的特定條件和要求，通過材料改性、預處理研發(fā)生產配方，才能制造出性能穩(wěn)定的高品質紡紗膠管。我們把基礎研究和應用研究緊密結合在一起，從多角度研究橡膠配方材料的結構與性能，及應用中出現(xiàn)的現(xiàn)象和行為，探求新規(guī)律、新原理和新方法以及收集基本數(shù)據(jù)，從而不斷擴大材料改性技術在配方設計中的應用領域，提高紡紗膠管科技含量和更新?lián)Q代速度。

1  材料改性、預處理基本要求

根據(jù)紡紗膠輥使用的特定要求，通過材料改性、預處理設計膠管配方所制備的產品應符合以下預定性能。

1．1  抗靜電

紡紗牽伸過程中，纖維與膠輥及羅拉相互間擠壓和摩擦后分開，表面產生電荷，如果不能很快導走散逸時，便產生靜電積聚，造成大量絨輥花，嚴重時甚至斷頭纏繞膠輥或羅拉，影響正常紡紗。為此膠管配方改性、預處理材料必須具備較低比電阻(體積電阻)和良好吸濕性，保持生產環(huán)境中膠輥表面電荷快速逸散和防止積聚之功效。膠管比電阻越低表面電荷向周圍外界散失速度越強，另一方面通過表面吸濕調控，使表面電阻進一步降低，加快電荷衰減。

1．2  抗粘附

棉纖維中含有果膠質、油脂和蠟，果膠質呈粘狀物，含有單糖碳水化合物，溶于水，在一定溫濕度下，與膠輥表面接觸形成溶解狀態(tài)污垢；油脂是高級脂肪酸的甘油酯，植物油脂熔點較低，蠟主要成分是由高級飽和脂肪酸和高級一元醇所組成的酯，它們在一定溫度下，與膠輥表面接觸熔融形成覆蓋膜狀污垢。合成化學纖維中添加工藝助劑“和毛油”主要是由油劑、表面活性劑組成的乳液，在膠輥表面形成覆蓋狀污垢，易滲透表面內部擴散，發(fā)生淺表溶脹。以上又可劃分為親水性污垢、親油性非極性污垢，在一定溫濕度條件下，發(fā)生纖維粘附，危害正常紡紗。根據(jù)紡紗纖維自身特點，改性材料有吸濕性但要抗水溶性，來抵抗水溶性污垢增粘產生的粘附；增大材料極性排斥非極性油類污垢粘附；增大改性材料耐油性防止“和毛油”滲透溶脹粘附。

1．3  抗水霧

當生產環(huán)境相對濕度超過65％時，空氣中的水分容易在膠輥表面凝聚形成水霧，而水霧由微小的液滴組成，纖維在接觸膠輥表面過程中形成液橋，由液橋產生的作用力，增強了纖維對膠輥表面吸附力，上述狀況在開冷車時較為明顯，隨之走熟后膠輥表面經纖維摩擦及升溫，水霧逐漸消失紡紗趨于正常。液橋粘附力主要由液橋曲面產生的毛細壓力及表面張力引起的附著力組成，液橋的幾何形狀如圖1所示。

當空氣中水分含量和氣壓不變的條件下，氣溫降低到使空氣達到飽和時的那個溫度稱為露點溫度(簡稱露點)，氣溫降至露點以下，水汽發(fā)生沉降凝結現(xiàn)象，在車間過道、門等處由于冷熱交換最易發(fā)生此類現(xiàn)象，使膠輥表面形成水霧和纖維產生液橋吸附纖維。改性、預處理材料能降低膠輥表面張力，極大地減小膠輥表面對水的潤濕接觸角θ(見圖2)，使水在膠輥表面充分散開抑制液橋產生。