塑料润滑剂的作用机理及主要种类
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发布日期: 2020-11-19 06:10:44
塑料配方中加光滑剂是为了在成型加工时改善树脂的活动性。有些树脂如聚氯乙烯和ABS等在加工进程中必需添加光滑剂才行,特别对聚氯乙烯硬质制品而言,光滑剂的作用简直与热波动剂相反。一种良好的光滑剂不只是改善了树脂的光滑性,而且通常由于加工活动性的进步还能改善色泽、添加光泽、防静电、促进熔融、防止降解、添加制品韧性、降低加工能耗、进步加工速率等。
所以在塑料加工业中,光滑体系往往是很重要的。塑料用光滑剂依据其作用方式可以分爲内光滑剂和外光滑剂两大类。内光滑剂用来增加聚合物分子链间的内聚力,起减速熔融、降低熔融粘度、延伸加工寿命、改善活动性和进步通明性的作用;外光滑剂起避免熔融聚合物粘附于热加工设备外表的作用。所以内、外光滑剂有不同的功用,难以互相替代。
(1)外光滑剂作用机理改善塑料熔体与成型加工设备金属外表的摩擦情况,增加两者之间的摩擦力,使塑件容易脱模。外光滑剂与塑料的相容性较差,容易从熔体中向外迁移,从而在熔体与模具间构成一层很薄的隔离膜,防止塑料熔体粘在机筒或模具外表。
(2)内光滑剂作用机理内光滑剂与塑料有良好的相容性,它在塑料熔体外部起着降低分子间内聚力的作用,可以增加塑料熔体的内摩擦,添加塑料的熔融速率和熔体变形性,降低熔体黏度及改善塑化功能。大少数光滑剂均兼具内、外光滑剂的功用,但有的侧重内光滑,有的侧重外光滑,并且同一种光滑剂在不同的塑料中或在不同的加工条件下会表现出不同的光滑作用,通常以为,与塑料相容性好、极性基团极性大的光滑剂多用作内光滑剂;反之,则用作外光滑剂。其中,假如塑料的活动性已可满足成型工艺的需求,则次要思索外光滑剂能否满足工艺要求,能否便于脱模,以保证内外均衡。选用外光滑剂时,应留意其熔点要与成型温度相接近,但要有10~30℃的差别,这样才干在塑料外表构成完好隔离膜。
优良润滑剂应具有的性能
(1)必需具有优异的、效能耐久的光滑功能。
(2)与塑料的相容性大小适中,外部、内部光滑作用要均衡,不影响塑料的通明性,不起霜、不易结垢,不与其它助剂反响。
(3)黏度小,外表张力小,在界面处扩展性好,易构成界面层。
(4)热波动功能优秀,在加工成型进程中不分解、不挥发、不降低塑料的各种优秀功能,不影响制品第二次加工功能。
(5)无毒,无净化,不腐蚀设备,价钱廉价。
润滑剂的主要种类
一、脂肪酸及其金属皂类
脂肪酸及其皂类是用处很广的光滑剂,亦可用作脱模剂。它们的来源丰厚、价钱昂贵,与许多塑料相溶性好,并有热波动作用,普通都在加工前先与树脂预混,运用方便。硬脂酸迄今仍是最次要的光滑剂之一,由于它的价钱昂贵、功能片面,且易加工成各种金属皂类,如硬脂酸锌、钝、铅、镁、钡、镉、铝、钠和锂都是常运用的光滑剂。
1、硬酯酸的纯品是带有光泽的白色柔软小片。20℃时的比重爲0.918,熔点70-71℃,沸点383℃,折光率1.4299。在90-100℃下迟缓挥发,易溶于苯、氦仿、乙醚、四氯化碳、二硫化碳、醋酸戊酯、甲苯,能溶于乙醇、丙醇,但简直不溶于水。工业品纯度40-97%,爲白色或微黄色或块状物,是硬脂酸和软脂酸(十六烷酸)的混合物,并含大批油酸,微带脂肪味,无毒。
2、硬脂酸皂类塑料加工中最常用的硬脂酸皂类是硬脂酸锌、钙、铅、钡,它们都兼有波动剂作用(物化常数见“热波动剂”)。其中硬脂酸锌可以作聚苯乙烯、ABS、SAN、酚醛、氨基、不饱和聚酯树脂等的光滑剂,也是通明塑料制品常用的脱模剂。硬脂酸钙可用作聚烯烃、酚醛、氨基、不饱和聚酯的光滑剂。
二、酯类
较理想的酚类光滑剂是那些在分子链上有长链脂肪族基的化合物。普通自然蜡属酯类,也是一类优秀光滑剂。
1、硬脂矫正丁酯浅黄色液体,溶于大少数无机溶剂,难溶或微溶于甘油、乙二醇、甲醇和某些胺类。
2、硬脂酸单甘油酯(简称GMB)是一种呈白色或象牙色的蜡状固体,熔点爲60℃以珠状料供给。比重0.9。工业商品中的纯度约25-90%,其他组成是硬酸脂酸双甘油酯、三甘油酯及甘油等。它适用于聚甲醛、加玻纤之聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚丙烯、醇酸及密胺树脂等。
3、三硬脂酸甘油酯(简称HTG)是一种白色脆性的蜡状固体,以片状供给,比重0.96,熔点60-64℃。
三、酰胺类
酰胺化合物具有较好的外光滑作用,所以既是光滑剂,又是很棒的抗粘贴剂。此外,还能进步塑料制品的抗静电性。酰胺类光滑剂的耗费量比酯类多。最常用的是油酸酰胺和双硬脂酰胺。
1、油酸酰胺是一种白色结晶,熔点爲75-76℃,闪点210℃,着火点235℃。不溶于水,溶于乙醇和乙醚.
2、硬脂酸酰胺硬脂酸酰胺的纯品爲无色叶状结晶,不溶于水,难溶于冷乙醇,溶于热乙醇、乙醚、氯仿。
3、乙撑双硬脂酸酰胺(简称EBS)这是一种白色粗大颗粒,常温下不溶于大少数溶剂,但溶于热的氯化烃类和芬芳烃类溶剂。本品对酸、碱和水介质波动。虽不溶于水,但粉状物在80℃以上具有润湿性。以珠状或块状料供给,工业品纯度96%,它适用ABS、聚甲醛、聚酰胺、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、加玻纤之聚碳酸酯等。
4、乙撑双油酸酰胺它比EBS软,暗黑色,熔点114℃,以珠状料供给。
四、石蜡及烃类
用作光滑剂的烃类是一些分子量在350以上的脂肪烃,包括石蜡、分解石蜡、低分子量聚乙烯蜡以及矿物油。烃类光滑剂是有一特定分子量、粘度或熔程的烃类混合物。烃类光滑剂是优秀的外光滑剂,但不是理想的内光滑剂,因它们与聚合物的相溶性较差。
1、石蜡次要成分爲直链烷烃,并含有大批的支链烷烃。直链烷烃含量从75%到接近100%不等。石蜡是一种白色集团,溶于苯、氯仿、四氯化碳、石脑油等一类非极性溶剂,不溶于如水和甲醇等极性溶剂。
2、微晶石蜡微晶石蜡次要是链烃、环烷烃和一些直链烃组成,分子量范围大约是500-1000。这是一种比拟粗大的晶体,溶于非极性溶剂,不溶于极性溶剂。
3、液体石蜡液体石蜡的品种很多,其光滑效果也各不相反。在挤出加工中初期光滑效果良好,热波动性也较好。但因相溶性差,用量过多时制品易发粘。
4、聚乙烯蜡指分子量爲1500-25000的低分子量聚乙烯或局部氧化的低分子量聚乙烯。其呈颗粒状、白色粉末、块状以及乳白色蜡状。具有优秀的活动性、电功能、脱模性。