第5章 橡膠的增塑.ppt

第五章橡膠的增塑體系 一 橡膠增塑劑的概念 增塑劑又稱為軟化劑 是指能夠降低橡膠分子鏈間的作用力 改善加工工藝性能 并能提高膠料的物理機(jī)械性能 降低成本的一類低分子量化合物 三 作用機(jī)理的差異 物理增塑劑 是通過物理的作用來使橡增加塑性 化學(xué)增塑劑 即塑解劑 是通過化學(xué)塑解作用來使橡膠增加塑性 四 類型 按其來源不同分為 礦物油系 動植物油系 合成增塑劑 按作用方式分為 內(nèi)增塑劑和外增塑劑 增塑分子進(jìn)入橡膠分子內(nèi) 增大分子間距 減弱分子間作用力 分子鏈易滑動 通過力化學(xué)作用 使橡膠大分子斷鏈 第一節(jié)石油系軟化劑 一 操作油及其類似物1 操作油的組成和結(jié)構(gòu)操作油主要是由分子量在300 600左右含20個或20個以上碳原子的烴類化合物所組成 其中的結(jié)構(gòu)烴有鏈烷烴 環(huán)烷烴和芳香烴 2 操作油的品種包括鏈烷油 環(huán)烷油和芳烴油 3 操作油的性能指標(biāo)分類 按化學(xué)性質(zhì)分為 按物理性質(zhì)分 氮堿 瀝青質(zhì) 第一類硫酸親和物 第二類硫酸親和物 石油烴 比重 密度 粘度 苯胺點(diǎn) 粘度比重常數(shù) VGC 4 操作油對橡膠性能的影響 1 對降低粘度 有利于混煉及促進(jìn)硫化的影響 芳烴油 環(huán)烷油 鏈烷油 2 對有利于擠出操作的影響鏈烷油 環(huán)烷油 芳烴油 3 對硫化膠性能的影響 5 用途 1 作為加工操作助劑以鏈烷油為主 用量為5份左右 2 作一般的軟化劑環(huán)烷油 芳烴油均可 用量為10 15份 3 作增粘劑以芳烴油為主 15份以上 4 作增容劑20 50份 有時可多些 6 操作油的類似物 機(jī)械油 錠子油 軟化重油 變壓器油 三線油 五線油 二 其它石油系軟化劑 1 凡士林功用 與橡膠互溶性差 主要作為潤滑性的軟化劑使用 有時會噴出表面 也可作為物理防老劑使用 配方例子 綠色海綿拖鞋底 2 石蠟功用 與橡膠相容性差 對橡膠有潤滑作用 可作加工助劑使用 又作為物理防老劑 3 瀝青及礦質(zhì)橡膠功用 能提高膠料的粘著性和塑性 對橡膠制品兼有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用 但有遲延硫化的作用 配方例子 綠色海綿拖鞋底 NR100松香5ZnO5210樹脂25硬脂酸7酞青綠2 1防D1醇溶黃0 75石蠟7發(fā)泡劑H6 5陶土37促M(fèi)1 15MgCO340促DM1 15立德粉15硫黃3 5凡士林5白礦油1 5 松香改性酚醛樹脂 控制發(fā)孔及均勻 支撐壁孔 使制品有挺性 配方例子 輪胎胎面膠及簾布膠 胎面膠簾布膠天然橡膠100100硫磺2 62 7促M(fèi)0 4 促TMTD 0 03氧化鋅55硬脂酸32 5HAF35 混氣炭黑15 SRF 35松焦油3 53 5防A1 防D11防401011石蠟1 第二節(jié)動植物油系軟化劑 一 松油系軟化劑 1 松香 2 岐化松香 氫化松香 能增加膠料的塑性和粘著性 易與硫黃作用 能促使膠料老化 并有遲延硫化的作用 主要用于擦布膠 簾布膠 及膠漿中 能增加NR和SR的粘著性 促使填料均勻分散 耐老化 無遲延硫化的作用 特別適用于SBR 3 松焦油 與橡膠互溶性好 工藝性能較好 有補(bǔ)強(qiáng)性 低溫下有遲延硫化防止焦燒的作用 會加速橡膠的老化 主要用于NR和SBR 4 妥爾油 松漿油 性能與松焦油相近 是優(yōu)良的橡膠再生軟化劑 也可作為一般橡膠的增塑劑 用量4 5份 二 脂肪油系軟化劑 1 油膏 2 硬脂酸 3 油酸 又稱硫化油膏 包括黑油膏和白油膏 為良好的加工操作助劑和增容劑 可防止噴硫以及日光老化龜裂 擦字橡皮配方 與橡膠有很好的互溶性 能促使炭黑 氧化鋅等粉狀配合劑在膠料中均勻分散 本品還是主要的硫化活性劑 對生膠有很好的軟化作用 并可使ZnO活化 故可作為軟化劑及活性劑 但有增加橡膠老化的傾向 配方例子 擦字橡皮 1 鉛筆用擦字橡皮2 鋼筆 圓珠筆用擦字橡皮NR100NR100氧化鋅21氧化鋅21氧化鎂6氧化鎂6輕質(zhì)碳酸鈣380氧化鋁400立德粉171輕質(zhì)碳酸鈣340白油膏915白油膏560促M(fèi)10促M(fèi)10促TT13 7促TT10合計1616 7合計1444 第三節(jié)煤焦油系軟化劑 古馬隆樹脂 液體古馬隆 聚合度低 常用作軟化劑和增粘劑 固體古馬隆 聚合度高 常用作軟化劑和補(bǔ)強(qiáng)劑 古馬隆樹脂的性能 1 與各種橡膠的互溶性好 用于極性或非極性橡膠中 2 工藝性能好 3 液體古馬隆有很好的增粘性能 可用于制備膠漿及半成品粘合 4 固體古馬隆補(bǔ)強(qiáng)性大 且對膠料的硫化及耐老化性能基本無影響 5 古馬隆適用于NR及SR中 用量不超15份 例 幾種軟化劑性能的比較 物機(jī)性能固體古馬隆瀝青松焦油重柴油拉伸強(qiáng)度 MPa23 520 319 319 6伸長率 664754667537硬度 邵爾A 度63616562300 定伸應(yīng)力 MPa7 44 85 78 8撕裂強(qiáng)度 KN m 1319810277 第四節(jié)酯類增塑劑 一 鄰苯二甲酸酯類 結(jié)構(gòu)通式 主要品種 鄰苯二甲酸二辛酯DOP鄰苯二甲酸二丁酯DBP 功用 極性橡膠通用型增塑劑 配方例子 骨架油封膠料 NBR 26100防40101DBP10防D1ZnO10硫黃0 1硬脂酸1SRF60促CZ4HAF20促TT2 1 磷酸三甲苯酯 TCP 本品為橡膠阻燃性增塑劑 具有良好的耐燃 耐熱 耐磨 耐霉菌 耐油及電絕緣性 但耐寒性差 2 磷酸三辛酯 TOP 本品為乙烯基樹脂 纖維素和合成橡膠的阻燃性增塑劑 性能與TCP相似 耐寒性較好 但耐油性差 加工性能不及TCP 二 磷酸酯類 結(jié)構(gòu)通式 RO 3P O 1 癸二酸二辛酯 DOS 功用 優(yōu)良的耐寒增塑劑 既具有優(yōu)良的耐寒性 又有較好的耐熱性 耐光性和電絕緣性 2 己二酸二辛酯 DOA 功用 NR SR 樹脂等用的增塑劑 軟化劑 不影響硫化 耐寒性優(yōu)越 但耐油性不夠好 制品可用于包裝食物 三 脂肪族二烷基酸酯類 四 脂肪酸酯類 常用 油酸丁酯BO具有優(yōu)越的耐寒性和耐水性 但耐候性及耐油性差 五 聚酯類 分子量較大 一般在1000 8000范圍內(nèi) 其揮發(fā)性和遷移性小 耐熱性和耐油性良好 特別適用于NBR IIR和CR 第五節(jié)軟化劑 增塑劑的作用機(jī)理 一 作用機(jī)理1 軟化劑 對非極性橡膠 的作用 RH 軟化劑 滲透 溶脹 2 增塑劑 對極性橡膠 的作用RH增塑劑 包圍 隔離 1 溶解度參數(shù)相近相溶 溶解度參數(shù) 簡稱S P 是表示物質(zhì)互溶能力的參數(shù) 可表示物質(zhì)極性的大小 2 相似相溶或同類相溶 即結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)能夠相溶 這即是 同類相溶 原理 一般來說 1 2 0時 互溶性最好 1 2 1 2時 能互溶 二 判斷互溶性的基本原則 3 溶劑化效應(yīng) 1 概念 由于軟化劑和增塑劑分子與橡膠分子之間產(chǎn)生分子間吸引力 而引起橡膠分子鏈分離的作用 2 兩種物質(zhì)間產(chǎn)生溶劑化的條件 兩者之間能形成氫鍵 兩者之間能產(chǎn)生親電親核作用 三 溶劑型與非溶劑型軟化增塑劑 溶劑型軟化劑 增塑劑 非溶劑型軟化劑 增塑劑 如芳烴油 松焦油 古馬隆 酯類等 如鏈烷油 石蠟 凡士林 油膏 機(jī)油等 第六節(jié)軟化劑和增塑劑的選擇 一 與橡膠的互溶性二 對膠料加工性能的影響1 對填料分散的影響2