脱模剂的作用机理

背景及概述^[1]

脱模剂是一种介于模具和成品之间的功能性物质，是防止橡胶、塑料等弹性体和其他材料的模制品粘结到模具表面上，起到易于脱模的一类加工助剂。随着橡胶和塑料工业的蓬勃发展，脱模剂的使用越来越广泛，脱模剂的用量也大幅度提高，特别是近几十年来，注塑、挤出、压延、模压、层压等工艺的迅速发展，更促进了脱模剂的发展，不论在产量上还是品种数量上，脱模剂都已成为橡塑助剂的一个大类。

作用机理^[2]

1）脱模历程

在模具表面喷涂脱模剂之后，硫化成型时的实际界面如图1。在图1中，胶料与脱模剂的接触面为A面，脱模剂面为B面，脱模剂与模具的接触面为C面；脱模剂层为凝聚层。脱模时，当在A面和C面剥离时称为界面剥离，而在B面剥离时叫做凝聚层破坏。

2）脱模剂的转移率

脱模剂的转移率，是指脱模剂在脱模过程中转移到成型产品上的百分率。：(1)由A面剥离脱模，脱模剂不转移；(2)由A面剥离及B面凝聚层破坏脱模，脱模剂发生少量转移(约22%)；(3)只因凝聚层的破坏而脱模，脱模剂转移较多(约44%～70%)；(4)由B，C面剥离及凝聚层的破坏而脱模，引起大量脱模剂转移(约93%)；(5)成型物与脱模剂接触，发生混和、粘接，当勉强脱模时，就会使部分成型物(产品)的表面、界面破坏而脱模。通常使用的脱模剂，要求在B面或A，B2面剥离脱模。由凝聚层引起的脱模，其脱模效果。

3）脱模剂的表面张力

脱模剂的隔离性取决于其表面性质，而表面不湿润性物质的物性值是根据其临界表面张力(rc)的概念得出的。rc的测定方法是在被测物质的表面上滴上表面张力不同的几种物质的液滴，测出它们的接触角θ。用被测物质的表面张力与其接触角θ的余弦值cosθ作图得一直线，延长这条直线和纵坐标相交，其交点对应的横坐标值就是被测物质的表面张力值，也叫该物质的临界表面张力rc。这个值有表示：当物质表面上液体表面张力rL大于物质的临界表面张力rc时，液体不湿润物质的表面；当rL时，液体就会湿润物质的表面。因此，临界表面张力小的物质作脱模剂，是隔离性的脱模剂。

常用脱模剂^[3]

1. 氟系脱模剂

有机氟化物是的脱模剂，隔离性能好，对模具污染小，但价格较高。品种主要有：(1)聚四氟乙烯(相对分子质量1800)；(2)氟树脂粉末(低分子PTFE)；(3)氟树脂涂料(PTFE，FEP，PFA)。

2. 硅系脱模剂

硅氧烷化合物、硅油、硅树脂，是一种隔离性较好的脱模剂，对模具污染小，主要用于天然橡胶、塑料和丁基橡胶的模型制品。只要涂1次，可进行5～10次脱模。

3. 蜡(油)系脱模剂

蜡油系列脱模剂特点是价格低廉，粘敷性能好，缺点是污染模具。其主要品种有：(1)工业用凡士林，直接用作脱模剂。(2)石蜡，直接用作脱模剂。(3)磺化植物油，直接用作脱模剂。(4)印染油(土耳其红油、太古油)，在100份沸水中加0.9～2份印染油制成的乳液，比肥皂水脱模效果好。(5)聚乙烯蜡(相对分子质量1500～2500)。将聚乙烯与一定比例的乳化剂混匀，宜作橡胶制品的脱模剂。(6)聚乙二醇(相对分子质量200～1500)，直接用于橡胶制品的脱模。

4. 界面活性剂系脱模剂

界面活性剂脱模剂特点是隔离性能好，但对模具有污染。主要有以下几类：(1)肥皂水。用肥皂配成一定量浓度的水溶液，可作模具的润滑剂，也可作为胶管的脱芯剂。(2)油酸钠。将22份油酸与100份水混合，加热至近沸，再把3份苛性钠慢慢加入，并搅拌至皂化，控制pH值为7～9。使用时按1∶1的水稀释。用作外胎硫化脱模时，需在200份上述溶液中加入2份甘油。(3)甘油。可直接用作脱模剂或水胎润滑剂。

5. 内加型脱模剂

(1)硬脂酸锌、硬脂酸铵、石蜡等宜作内加型脱模剂。(2)模得丽935P脱模剂，直接加入胶料中使用。

使用方法^[2]

(1)在喷涂脱模剂之前，应将模具清洗净，不得有铁锈、油污、炭粒和有机物等杂质存在，否则会降低脱模效果。(2)配制脱模剂用水应是纯水(离子交换水或蒸馏水)，不得用自来水。(3)脱模剂量浓度不能太高，涂层不要太厚。(4)根据成型聚合物的种类，选用适宜的脱模剂，效果更好。(5)使用时要分清外涂型、内加型，一次性、多次性及半永久性的脱模剂，应采用不同的应用工艺。

主要参考资料

[1] 脱模剂概述

[2] 脱模剂的制备与应用研究进展

[3] 脱模剂及其作用机理