Производственный процесс изготовления нитриловых перчаток с низким содержанием галогенов сложнее, чем производство обычных нитриловых перчаток, что в основном отражается в контроле содержания галогенов, выборе сырья и оптимизации производственного процесса. Ниже приводится анализ трудностей процесса, ключевых звеньев и технических проблем:
I. Сложность производственного процесса
1. Строгий отбор сырья.
- Приобретение латекса нитрилбутадиенового каучука с низким содержанием галогенов:
В процессе полимеризации обычного нитрилбутадиенового каучука могут использоваться галогенсодержащие инициаторы, эмульгаторы или катализаторы (например, хлорсодержащие соединения), тогда как в низкогалогенных процессах необходимо применять безгалогенные/низкогалогенные инициирующие системы (например, пероксидисульфат вместо хлорсодержащего инициатора) или удалять остаточный галоген в процессе очистки на более позднем этапе.
Ограничения в подборе агентов:
При выборе серосодержащих добавок, ускорителей, антиоксидантов и других присадок необходимо избегать галогенсодержащих веществ (таких как бромсодержащие антипирены, хлорсодержащие ускорители вулканизации) и использовать экологически чистые добавки (такие как безгалогенные системы вулканизации, силановые связующие агенты и т. д.), которые более дороги и сложнее обеспечить аналогичные характеристики. 2.
2. Контроль галогенов в производственном процессе
-Оптимизация процесса полимеризации:
Для полимеризации NBR (например, эмульсионной полимеризации) необходимо точно контролировать температуру, давление и время реакции, чтобы уменьшить образование побочных продуктов (таких как галогенированные углеводороды). Процессы с низким содержанием галогенов могут потребовать увеличения времени реакции или сегментированной полимеризации, что повышает энергопотребление и сложность процесса.
Очистка и очистка:
После полимеризации латекс необходимо промывать многоступенчатой промывкой водой, центрифужным разделением и другими процессами для удаления остаточных галогенированных мономеров и добавок. Обычные перчатки достаточно промывать 1-2 раза, тогда как перчатки с низким содержанием галогенов требуют 3-5 раз и более, что приводит к снижению эффективности производства и увеличению затрат на очистку сточных вод.
Особые характеристики процесса сушки:
В процессе сушки необходимо избегать деградации материалов при высоких температурах с образованием галогенсодержащих соединений; для продления производственного цикла может потребоваться использование низкотемпературной сушки или вакуумной сушки.
3. Высокий порог контроля качества.
- Точная проверка содержания галогенов:
Для количественного анализа содержания Cl и Br в каждой партии продукции требуется высокоточное контрольно-измерительное оборудование (например, ионный хроматограф, рентгенофлуоресцентный спектрометр) (предел обнаружения должен быть на уровне частей на миллион), в то время как обычные перчатки можно проверять только на физические свойства (например, прочность на разрыв и удлинение при разрыве).
Многомерный баланс эффективности:
Обработка с низким содержанием галогенов может повлиять на механические свойства перчаток (например, эластичность, сопротивление проколам), и необходимо корректировать состав (например, добавлять специальные пластификаторы, армирующие агенты), чтобы сбалансировать низкое содержание галогенов, высокую прочность и комфорт, что предполагает проведение большого количества экспериментов и оптимизацию параметров.
Ключевые этапы производственного процесса
Рассмотрим в качестве примера типичное производство нитрилбутадиеновых перчаток с низким содержанием галогенов методом выщелачивания. Процесс и связанные с ним сложности заключаются в следующем:
1. Препарат латекса
-Латексный препарат с низким содержанием галогенов:
Выберите латекс нитрилбутадиенового каучука с низким содержанием галогенов (галогенные группы ≤ 150 ppm), добавьте не содержащий галогенов вулканизирующий агент (например, систему оксид цинка + серная желтая), не содержащие галогенов ускорители (например, гипосульфонамиды), антиоксидант (например, фенилнафтиламин), тщательно перемешайте и отфильтруйте для удаления примесей.
— Трудности: неравномерное распределение добавок может привести к неполной вулканизации или колебаниям характеристик, требуется высокоскоростное эмульгирующее оборудование.
2. Обработка от плесени
- Предварительная обработка покрытия:
Чтобы избежать прилипания перчаток при снятии, формы необходимо предварительно окунуть и покрыть разделительным агентом, не содержащим галогенов (например, раствором крахмала или целлюлозы); для обычных перчаток можно использовать разделительный агент, содержащий галогены (например, хлорированный парафин).
3. Погружение перчаток в раствор и вулканизация
-Сегментарное погружение:
Сначала производится погружение и нанесение грунтовки (для улучшения адгезии), затем погружение в латекс для формирования тела перчатки. Часть процесса требует многократного погружения для увеличения толщины, и после каждого погружения проводится сушка (температура ≤80℃, чтобы избежать реакции галогенирования).
Процесс вулканизации:
Традиционная температура вулканизации нитриловых перчаток составляет около 120-150℃, в то время как для процесса с низким содержанием галогенов может потребоваться низкая температура и длительное время вулканизации (например, 100℃ × 60 минут), чтобы уменьшить разложение добавок и образование галогенсодержащих соединений при высокой температуре.
4. Стирка и сушка
-Многоступенчатая стирка:
После вулканизации перчатки необходимо промывать деионизированной водой более 3 раз для удаления остатков вспомогательных веществ и растворимых галогенсодержащих соединений, при этом после каждой промывки требуется центрифужное обезвоживание.
Сушка:
Для обеспечения содержания влаги <1% следует использовать сушку циркуляцией горячего воздуха (температура ≤ 90 ℃) или вакуумную сушку, чтобы избежать миграции галогенид-ионов во влажной среде.
5. Тестирование и упаковка
-Проверка галогенных ламп:
Для определения содержания Cl- и Br- (при использовании ионной хроматографии предельные значения обычно составляют Cl ≤ 900 ppm, Br ≤ 900 ppm и общее содержание галогенов ≤ 1500 ppm) проводится случайная выборка каждой партии.
-Тест производительности:
Предел прочности на разрыв (≥14 МПа), относительное удлинение при разрыве (≥600%), сопротивление проколу (≥10 Н) и другие показатели должны соответствовать стандарту ASTM D6319 и другим стандартам.
III. Технические проблемы и состояние отрасли
1. Баланс между затратами и эффективностью.
Из-за дорогостоящего сырья и длительного процесса, себестоимость производства перчаток с низким содержанием галогенов на 20-30% выше, чем у обычных нитриловых перчаток, а производственная мощность снижается примерно на 15% (например, за счет увеличения времени стирки и сушки).
2. Риск снижения производительности.
Эффективность вулканизации некоторых низкогалогенных добавок ниже, чем у традиционных галогенсодержащих добавок, что может привести к снижению стойкости перчаток к старению, и это необходимо компенсировать с помощью нанонаполнителей (например, диоксида кремния) или технологии композитного сшивания.
3. Экологические нормы являются движущей силой
Директива ЕС об ограничении использования определенных опасных веществ в электротехническом и электронном оборудовании (RoHS), Международная электротехническая комиссия (IEC) и другие стандарты обязывают использовать материалы с низким содержанием галогенов в электронной промышленности для содействия процессу модернизации.
4. Высокая концентрация промышленности
В настоящее время мировые производители нитриловых перчаток с низким содержанием галогенов в основном выпускают малазийская компания Top Glove, американская Ansell и другие гиганты. Отечественные предприятия, такие как Lanshan Medical и Ingenics Medical, постепенно преодолевают технические барьеры в производстве перчаток с низким содержанием галогенов.
Дата публикации: 27 мая 2025 г.