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塑料产品中润滑剂的种类及性能塑料配方中加润滑剂是为了在成型加工时改善树脂的流动性。有些树脂如聚氯乙烯和ABS等在加工过程中必需添加润滑剂才行,特别对聚氯乙烯硬质制品而盲,润滑剂的作用几乎与热稳定剂相仿。一种良好的润滑剂不只是改善了树脂的润滑性,而且通常由于加工流动性的提高还能改善色泽、增加光泽、防静电、促进熔融、避免降解、增加制品韧性、降低加工能耗、提高加工速率等。所以在塑料加工业中,润滑体系往往是很重要的。塑料用润滑剂根据其作用方式可以分为内润滑剂和外润滑剂两大类。内润滑剂用来减少聚合物分子链间的内聚力,起加速熔融、降低熔融粘度、延长加工寿命、改善流动性和提高透明性的作用;外润滑剂起防止熔融聚合物粘附于热加工设备表面的作用。所以内、外润滑剂有不同的功能,难以相互代替。 如果润滑剂只要求其内润滑作用则它们的选择是很简单的,但是大多数情况是需要将它们的内外润滑作用调到一定程度为最好。一种润滑剂的内外润滑功能是由它的化学组成、极性、在聚合物熔体中的可溶性所决定的。例如硬脂酸单甘油酯能溶于聚氯乙烯熔体,有部分内润滑作用,它的内润滑功能来自分子中两个极性羟基的作用;而三硬脂酸甘油酯只有外润滑功能,因为它分子中没有羟基。当然润滑功能还受润滑剂中所含杂质及其它添加剂的影响。 塑料用润滑剂的种类比较繁多,从褐煤蜡、石蜡、矿物油、动植物油类等天然物质到各种低分子量聚合物如低分子氟树脂、有机硅油、低密度聚乙烯等,使用较为普遍的是一些脂肪族化合物,例如硬脂酸、硬脂酸皂类、酸脂酸酯类。以及酰胺类化合物。美国1981年在塑料加工中耗用的润滑剂达万多吨,共中酰胺类占45%、硬脂酸及其衍生物占35%,再次是蜡类化合物等。有些润滑剂,如油酸酰胺、硬脂酰胺、脂肪酸的金属盐硬(脂酸镉)等本身又是很好的抗粘贴剂。只要加入0.5%就可使薄膜获很良好的爽滑性。当然二氧化硅、陶土这类填充剂也是最长用的抗粘贴剂,用量为0.1-1.0%,它们又常被称为开口剂。 润滑剂的品种与性能: 一、脂肪酸及其金属皂类 脂肪酸及其皂类是用途很广的润滑剂,亦可用作脱模剂。它们的来源丰富、价格低廉,与许多塑料相溶性好,并有热稳定作用,一般都在加工前先与树脂预混,使用方便。硬脂酸迄今仍是最主要的润滑剂之一,因为它的价格低廉、性能全面,且易加工成各种金属皂类,如硬脂酸锌、钝、铅、镁、钡、镉、铝、钠和锂都是常使用的润滑剂。 1、硬脂酸(又称十八烷酸) 硬酯酸的纯品是带有光泽的白色柔软小片。20℃时的比重为0.918,熔点70-71℃,沸点383℃,折光率1.4299。在90-100℃下缓慢挥发,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,但几乎不溶于水。工业品纯度40-97%,为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,并含少量油酸,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,它们都兼有稳定剂作用(物化常数见“热稳定剂”)。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润滑剂,也是透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、不饱和聚酯的润滑剂。 二、酯 类 较理想的酚类润滑剂是那些在分子链上有长链脂肪族基的化合物。一般天然蜡属酯类,也是一类优良润滑剂。 1、硬脂改正丁酯 浅黄色液体,溶于大多数有机溶剂,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) 这是一种呈白色或象牙色的蜡状固体,熔点为60℃以珠状料供应。比重0.9。工业产品中的纯度约25-90%,其余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) 这是一种白色脆性的蜡状固体,以片状供应,比重0.96,熔点60-64℃。 三、酰胺类 酰胺化合物具有较好的外润滑作用,所以既是润滑剂,又是很好的抗粘贴剂。此外,还能提高塑料制品的抗静电性。酰胺类润滑剂的消耗量比酯类多。最常用的是油酸酰胺和双硬脂酰胺。 1、油酸酰胺 这是一种白色结晶,熔点为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 硬脂酸酰胺的纯品为无色叶状结晶,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) 这是一种白色细小颗粒,常温下不溶于大多数溶剂,但溶于热的氯化烃类和芳香烃类溶剂。本品对酸、碱和水介质稳定。虽不溶于水,但粉状物在80℃以上具有润湿性。以珠状或块状料供应,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(简称EBO) 它比EBS软,暗黑色,熔点114℃,以珠状料供应。 四、石蜡及烃类 用作润滑剂的烃类是一些分子量在350以上的脂肪烃,包括石蜡、合成石蜡、低分子量聚乙烯蜡以及矿物油。实用的烃类润滑剂是有一特定分子量、粘度或熔程的烃类混合物。烃类润滑剂是优良的外润滑剂,但不是理想的内润滑剂,因它们与聚合物的相溶性较差。 1、石蜡 主要成分为直链烷烃,并含有少量的支链烷烃。直链烷烃含量从75%到接近100%不等。 石蜡是一种白色团体,溶于苯、氯伤、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 微晶石蜡主要是出文链烃、环烷烃和一些直链烃组成,分子量范围大约是500-1000。这是一种比较细小的晶体,溶于非极性溶剂,不溶于极性格剂。 3、液体石蜡 液体石蜡的种类很多,其润滑效果也各不相同。在挤出加工中初期润滑效果良好,热稳定性也较好。但因相溶性差,用量过多时制品易发粘。 4、聚乙烯蜡(简称ACPE) 聚乙烯蜡指分子量为1500-25000的低分子量聚乙烯或部分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。具有优良的流动性、电性能、脱模性。 |