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橡胶增塑剂和软化剂的作用

发表时间: 2018-05-14 08:05:01

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是橡胶加工中运用最多的增塑剂之一。增塑效果好,来历丰富,本钱贱价。石油系增塑剂是挑选恰当的原油进行常压和减压蒸馏制得。首要种类有操作油、三线油、变压器油、机油、轻化重油、白腊、凡士林、沥青及石油树脂等,其间最常用的是操作油。

一.石油系增塑剂

是橡胶加工中运用最多的增塑剂之一。增塑效果好,来历丰富,本钱贱价。石油系增塑剂是挑选恰当的原油进行常压和减压蒸馏制得。首要种类有操作油、三线油、变压器油、机油、轻化重油、白腊、凡士林、沥青及石油树脂等,其间最常用的是操作油。

1.操作油的分类

操作油是石油的高沸点馏分,由分子量在300~600的凌乱烃类化合物组成,分子量散布宽。依据油中首要成分的不同,可将操作油分为以下三种:

芳烃油  芳烃油为主。褐色的粘稠状液体,与橡胶的相容性最好,加工功用好,吸收速度快。适用于天然橡胶和多种组成橡胶;缺陷是有污染性,宜用于深色橡胶制品中。

环烷油  以环烷烃为主。浅黄色或通明液体,与橡胶的相容性较芳烃油差,但污染性比芳烃油小,适用于NR和多种组成橡胶。

白腊油  又称为链烷烃油,以直链或支化链烷烃为主。无色通明液体,粘度低,与橡胶的相容性差,加工功用差,吸收速度慢,多用于饱满性橡胶中,污染性小或无污染,宜用于淡色橡胶制品中。

2操作油的特性

1操作油粘度  操作油粘度越高,则油液越粘稠,操作油对胶料的加工功用及硫化胶的物性都有影响。选用粘度低的操作油,润滑效果好,耐寒性行进,但在加工时蒸发丢掉大。当闪点低于180℃时,蒸发丢掉更大,应特别注意。

操作油的粘度与温度有很大联络。在低温下粘度更高,所以油的性质对硫化胶的低温功用有很大的影响,选用低温下粘度(在-18℃的运动粘度)改动较小的油,能使硫化胶的低温功用得到改进。高芳烃油的粘度对温度的依赖性比烷烃油大。

操作油的粘度与硫化胶的生热有关,运用高粘度油的橡胶制品生热就高。在相同粘度的状况下,芳香类油的生热低。拉伸强度和伸长率随油粘度的行进而有所增大,曲挠性变好,但定伸应力变小。相同粘度的油,如以等体积参加,则芳香类油比饱满的油能得到更高的伸长率。

2)相对密度  在石油工业中一般是测定60℃下的相对密度。当橡胶制品按重量出售时橡胶加工油的相对密度就十分重要。一般状况下,芳烃油相对密度大于烷烃油和环烷烃油的相对密度。橡胶加工油常常是按体积出售,而在橡胶加工中则按重量进行配料。

3)苯胺点  在试管内线参加510ml苯胺后,再参加同体积的试料,然后从下部加热,直至出现均匀的通明溶液,此时的温度谓之该油的苯胺点。芳香烃类增塑剂的分子结构与苯胺最接近,易溶于其间,故苯胺点最低。苯胺点低的油类与二烯类橡胶有较好的相溶性,许多参加而无喷霜现象。相反,苯胺点高的油类,需求在高温时才能与生胶互溶,所以在温度下降时就易喷出外表。操作油苯胺点的凹凸,实质上是油液中芳香烃含量的标志。一般说来,操作油苯胺点在35115℃规划内比较合适。

4)倾点(活动点) 倾点是能够坚持活动和能倾倒的最低温度。此特功用够标明对制品操作工艺温度的适用性。

5)闪点  是指释放出满足蒸汽与空气构成的一种混合物在标准查验条件下,能够点着的温度。操作油的闪点与橡胶硫化、储存及避免火灾有直接的联络,一起也可衡量操作油的蒸发性。

6)中和值  中和值是操作油酸性的标准,酸性大能引起橡胶硫化速度的明显推迟。中和值能够中和1克操作油的酸含量所需求的KOH的毫克数来标明。

此外,油液的折射率、外观颜色、蒸发分也都能反映其组成状况。

3操作油对橡胶加工功用的影响

1)对混炼的影响

橡胶对油的吸收速度与油的组成、粘度、混炼条件有关:一般粘度低、芳香烃含量高、温度高,吸收得快。但油用量多,使炭黑在橡胶中的松懈性变差,有必要分批加。此外,混炼时参加油,可减小生热、下降能耗。

2)对压出的影响

胶猜中参加适量的油,可使胶料软化,压出半成品外表润滑、压出胀大小,压出速度快。

3)对硫化的影响

跟着胶猜中油类填充量的添加,硫化速度有减缓的倾向。油的参加,使硫化剂、促进剂在橡胶中的浓度下降,使硫化速度减缓。

含芳烃油多的操作油,有促进胶料焦烧和加快硫化的效果。

4操作油在几种橡胶中的运用特性

1SBR:芳烃油最好,使拉伸强度、伸长率行进,定伸应力下降,硫化胶的耐屈挠性好。

2BR:由于炭黑填充量大,操作油的用量多些,对功用的影响不明显。

3CR:选用芳香烃最好,其次是环烷油,不能用白腊油。

4NBR:一般不用操作油,多用组成增塑剂。

5IIR:运用低粘度的油,用环烷油或白腊油,不用芳烃油。

6EPDM:一般不运用芳烃油,多用白腊油和环烷油。

二.煤焦油增塑剂

首要种类有:煤焦油、古马隆、煤沥青和RX-80树脂。与橡胶的相容性好,并能行进橡胶的耐老化性。其间最常运用的是古马隆树脂,它既是增塑剂,又增粘剂,特别合适于组成橡胶。

1.煤焦油

黑色粘稠状液体,有臭味、污染性,易混入胶料,能溶解硫黄,避免喷霜,能行进制品的耐老化性,添加SBR的粘着性。

2.古马隆树脂

依据聚合度的不同,古马隆树脂分为液体古马隆树脂和固体古马隆树脂。

液体古马隆:有增塑、增粘效果,比固体古马隆好,但补强性低,运用不方便。

固体古马隆:与橡胶的相容性较好,有增塑、增粘和补强效果,有助于炭黑的松懈,能溶解硫黄和硬脂酸,避免喷霜,能行进胶料的粘着性及硫化胶的拉伸强度和硬度,用量低于15份。

依据古马隆软化点的规划不同其运用也有所不同,一般,软化点为530℃的是粘稠状液体,归于液体古马隆,在除丁苯橡胶以外的组成橡胶和天然橡胶中作增塑剂、粘着剂及再生橡胶的再生剂;软化点在3575℃的粘性块状古马隆,可用作增塑剂、粘着剂或辅佐补强剂;软化点在75135℃的脆性固体古马隆树脂,可用作增塑剂和补强剂。

3RX-80树脂

反响活性很高,可起增塑、增粘和补强效果,还可添加五颜六色胶的光泽。

三.松焦油系增塑剂

        松焦油是干馏松根、松干除掉松节油后的残留物质。首要种类有松焦油、松香、松香油、妥尔油等。最常用的是松焦油,能行进胶料的粘着性、耐寒性,有助于配合剂松懈,推迟硫化,动态生热大。松香多用于胶浆和与布面结合的胶猜中。

四.脂肪油系增塑剂

脂肪油系增塑剂是由植物油及动物油制取的脂肪酸、油膏和其它。

硬脂酸:能促进ZnO、炭黑在橡胶中的松懈,仍是重要的硫化活性剂。

油膏:有黑油膏、白油膏。使炭黑易松懈,对压延、压出有利,半成品外表润滑、缩短率小、挺性大,可避免喷霜。硫化后易脱模,但用量多时会推迟硫化。

其它包含甘油、蓖麻油、大豆油、硬脂酸锌等。

五.组成增塑剂

        组成增塑剂首要用于极性较强的橡胶或塑猜中,如NBRCR。组成增塑剂能赋予胶料柔软性、弹性和加工功用。还可行进制品的耐寒性、耐油性、耐燃性等。组成增塑剂按结构分有以下几种:

        邻苯二甲酸酯类、脂肪二元酸酯类、脂肪酸类、磷酸酯类、聚酯类、环氧类、含氯类和其它,分别简略介绍如下:

1.邻苯二甲酸酯类

结构式如下:

R为烷基、芳基、环己基等。

邻苯二甲酸二丁酯(DBP):能改进胶料的耐屈挠性、粘着性及耐低温性,但耐久性差。

邻苯二甲酸二辛酯(DOP):具有较好的概括功用,与橡胶相容性好,耐寒、耐热、电绝缘性好。

一般R基团小,与橡胶的相容性好,但蒸发性大,耐久性差;R基团大,其耐蒸发性、耐久性、耐热性行进,但增塑、耐寒性变差。

2.脂肪二元酸酯类

结构式如下:

首要作为耐寒性增塑剂,首要种类有:

己二酸二辛酯(DOA):具有优异的耐寒性,但耐油性不够好,蒸发性大。

壬二酸二辛酯(DOZ):具有优异的耐寒性,蒸发性低,耐热、耐光、电绝缘性好。

癸二酸二辛酯(DOS):优异的耐寒性、低蒸发性及优异的电绝缘性,但耐油性差。

癸二酸二丁酯(DBS):耐寒性好,但蒸发性大,易搬迁,易抽出。

3.脂肪酸酯类

耐寒性极好,首要种类有油酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、柠檬酸酯类。

常用种类有油酸丁酯(BO),具有优胜的耐寒性、耐水性,但耐侯性、耐油性差。

4.磷酸酯类

结构式中R1R2R3代表烷基、氯代烷基、芳基。

首要用作耐燃性增塑剂,用量越大,耐燃性越好,分子中烷基成分越少,耐燃性越好。

常用种类有:磷酸三甲苯酯(TCP):超卓的耐燃、耐热、耐油性及电绝缘性,耐寒性差。

          磷酸三辛酯(TOP):耐寒性好,蒸发性小,但易搬迁,耐油性差。

5.聚酯类

分子量在1000~8000的聚酯,首要作耐油增塑剂,蒸发性小,搬迁性小,耐油、耐水、耐热。

首要种类有:癸二酸系列、己二酸系列、邻苯二甲酸系列等。其间癸二酸系列增塑效果好,邻苯二甲酸系列的增塑效果差。

这些酯类组成增塑剂具有较高的极性,多用于极性橡胶。跟着用量的增大,橡胶的物理机械功用下降,但伸长率和回弹性有所行进。选用直链的脂肪酸酯类可行进硫化胶的耐寒性,但易抽出。

NBR中常用DOPDBPTCP等,作耐寒制品时可用DOADOZDBS等,耐油时可选用聚酯类增塑剂。

CR一般运用5~10份石油系增塑剂,但作耐寒制品时,应选用酯类增塑剂,作耐油制品时可选用聚酯类增塑剂。

SBR:改进加工功用时,运用石油系增塑剂;行进耐寒性时,可运用脂肪酸类及脂肪二元酸酯类增塑剂。

IIR:行进耐寒性时,可选用DOADOS增塑剂,行进耐油性时,选用聚酯类增塑剂。

6.环氧类

此类增塑剂首要包含环氧化油、环氧化脂肪酸单酯和环氧化四氢邻苯二甲酸酯等。环氧增塑剂在它们的分子中都含有环氧结构,具有超卓的耐热、耐光功用。

环氧化油类,如环氧化大豆油、环氧化亚麻子油等,环氧值较高,一般为6%7%,其耐热、耐光、耐油和耐蒸发功用好,但耐寒性和增塑效果较差。

环氧化脂肪酸单酯的环氧值大多为3%5%,一般耐寒性超卓,且塑化效果较DOA好,多用于需求耐寒和耐侯的制品中。常用的环氧化脂肪酸单酯有环氧油酸丁酯、辛酯、四氢糠醇酯等。

环氧化四氢邻苯二甲酸酯的环氧值较低,一般仅为3%4%,但它们却一起具有环氧结构和邻苯二甲酸酯结构,因而改进了环氧油相溶性欠好的缺陷,具有和DOP相同的比较全面的功用,热稳定性比DOP还好。

7.含氯类

含氯类增塑剂也是耐燃性增塑剂。此类增塑剂首要包含氯化白腊、氯化脂肪酸酯和氯化联苯。

氯化白腊的含氯量在35%70%左右,一般含氯量为40%50%。氯化白腊除耐燃性外,还有超卓的电绝缘性,并能添加制品的光泽。随氯含量的添加,其耐燃性、互溶性和耐搬迁性增大。氯化白腊的首要缺陷是耐寒性、耐热稳定性和耐侯性较差。

氯化脂肪酸酯类增塑剂多为单酯增塑剂,因而,其互溶性和耐寒性比氯化白腊好。随氯含量的添加耐燃性增大,但会构成定伸应力升高和耐寒性下降。

氯化联苯除耐燃性外,对金属无腐蚀效果,遇水不分解,蒸发性小,混合性和电绝缘性好,并有耐菌性。

六、新式增塑剂

物理增塑剂易蒸发,易搬迁、易抽出,使制品体积缩短,翻开新式增塑剂的方向:

1.反响性增塑剂:增塑剂分子在硫化温度下可与橡胶大分子反响,或自身聚合,如端基含有乙酸酯基的丁二烯分子量在10000以下的异戊二烯低聚物。

2.液体橡胶也有必定的增塑效果,互溶性好,难抽出,不易蒸发,如液体NBR

3.低分子量CR:可作CR的增塑剂,不易被抽出,胶料功用好。

4.CCl4CHBr3作调节剂组成的苯乙烯低聚物,可作IRNBRSBRBR的增塑剂。

5.氟蜡(低分子量偏氟氯乙烯和六氟丙烯聚合物)可作氟橡胶的增塑剂。

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