橡胶的软化增塑剂有何作用?如何进行分类

2023-01-07

本文主要是 橡胶的软化增塑剂有何作用?如何进行分类 相关的知识问答，如果你也了解，请帮忙补充。

　　橡胶增塑剂是一种试剂。橡胶的增塑是指在橡胶中加某些物质，可以使得橡胶分子间的作用力降低，从而降低橡胶的玻璃化温度，令橡胶可塑性、流动性，便于压延、压出等成型操作，同时还能改善硫化胶的某些物理机械性能，如降低硬度和定伸应力、赋予较高的弹性和较低的生热、提高耐寒性等。


　　橡胶的增塑是指在橡胶中加某些物质，可以使得橡胶分子间的作用力降低，从而降低橡胶的玻璃化温度，令橡胶可塑性、流动性，便于压延、压出等成型操作，同时还能改善硫化胶的某些物理机械性能，如降低硬度和定伸应力、赋予较高的弹性和较低的生热、提高耐寒性等。


　　橡胶的增塑可以采用物理和化学的方法。化学增塑包括塑炼各内增塑塑炼，属于橡胶加工中的工艺，内增塑是在合成橡胶时，通过化学反应在橡胶分子链上引入可增加分子柔性的结构，达到增塑的目的。化学增塑不会因为起增塑作用的物质挥发或析出而丧失其作用，增塑效果长久因而越来越受到重视。物理增塑是指用外加物质的方法来达到目的增塑的目的，通常所说的增塑指的就是物理增塑，物理增塑中外加的物质称为软化增塑剂。


　　橡胶软化增塑剂通常按照其极性和用途分为软化剂和增塑剂。来源于天然物质，用于非极性橡胶的叫软化剂；主要应用于极性橡胶或塑料的合成物质叫增塑剂。目前业界统称增塑剂。


　　增塑剂在生产使用过程中应满足下列条件：增塑效果好，用量少，吸收速度快，与橡胶的相容性好，挥发性小，不迁移，耐寒性好，耐水、油和耐溶剂，耐热、耐光性好，电绝缘性好，耐燃性好，耐菌，无色、无毒，价廉物美等。


　　但事实上不可能有完全满足上述条件的增塑剂。所以在实际使用时，多把两种或更多种增塑剂混合使用，以相互弥补不中，其中用量在的一般称主增塑剂，其他的称辅助增塑剂。


　　增塑剂型还可以按来源分为石油系增塑剂、煤焦油系增塑剂、松油系增塑剂、脂肪系增塑剂及合成增塑剂。

 参考知识1 橡胶工业用软化剂－
通常指脂肪烃油、环烷油、芳香烃油、机油、白油等，均无官能团结构，在机械和热作用下，只起到对橡胶的润、扩散、溶胀、松懈橡胶整个分子并使之发生移动。如果用增塑理论解释，软化剂只起到分子外增塑作用，或物理增塑剂。
橡胶工业用增塑剂
通常指脂肪酸、饱和或不饱和脂肪酸酯或锌皂、镁皂、钙皂等。都含有极性基，并通过其极性力作用，包封橡胶分子链的极性链端，或改变橡胶分子侧链链端的极性力，使橡胶分子得到稳定，起到降低橡胶分子链的相互作用，提高分子的相互移动能力，最终改善胶料的流动性。这种通过极性基的化学作用来改善弹性体的塑性，常称为分子内增塑作用。对于脂肪酸或其他酯或其皂，除了内增塑作用外，因大分子的脂肪酸基与橡胶有良好的相容性，因此也具有物理增塑作用，或外增塑作用。
橡胶增塑剂的选用原则： 一种理想的橡胶增塑剂应具备以下条件：① 与橡胶等原材料的相容性好；② 对硫化胶或热塑性弹性体等产品的物理性能无不良影响；③ 充油和加工过程中挥发性小；④ 在用乳聚工艺合成的充油橡胶生产中应具有良好的乳化性能；⑤ 在生胶混炼过程中应使其具有良好的加工性、操作性及润滑性；⑥ 环保、无污染；⑦ 具有良好的光、热稳定性；⑧ 质量稳定，来源充足，价格适中。当然，十全十美的理想橡胶增塑剂是没有的。橡胶增塑剂生产厂通常按照用户的要求，有针对性地选择原料，重点解决用户所关心的主要性能指标，同时还提供系列产品供用户选择。生胶、助剂、橡胶配合与加工共同组成了橡胶及其制品的生产过程。橡胶增塑剂作为橡胶的增塑体系，在橡胶的配合与加工过程中应用得越来越广泛，是橡胶行业中仅次于生胶和炭黑的第三大材料。
橡胶增塑剂关键的特性是它们各自所表现的与橡胶的相容性和稳定性，相对而言，三大类橡胶增塑剂的优缺点如下。
(1)石蜡基橡胶增塑剂的抗氧化性和光稳定性较好，但相容性和低温性相对较差，因此在很多应用场合，由于石蜡基橡胶增塑剂与橡胶的相容性较差，无法提供良好的加工性能。
(2)芳香基橡胶增塑剂与橡胶的相容性最好，所生产的橡胶产品强度高，可加入量大，价格低廉；但颜色深、污染大、毒性大，随着环保要求的日益提高，使用上逐步受到限制。
(3)环烷基橡胶增塑剂兼具石蜡基和芳香基的特性，其相容性较好，且无污染、无毒，适应的橡胶胶种较多，应用广泛，是最理想的橡胶增塑剂。通常遵循物质相似相容原理，芳香基橡胶增塑剂主要用于SBR，BR，NR和CR等橡胶制品的生产；石蜡基橡胶增塑剂主要用于EPDM，IIR和IR等橡胶制品的生产；环烷基橡胶增塑剂主要用于SBR，BR和NR等热塑性弹性体及橡胶制品的生产，也广泛用于IIR，IR和EPDM 等橡胶制品的生产。
若是加工与生活日用品有关的橡胶制品，则橡胶增塑剂的毒性是关键指标，因此需要推荐使用优质环保型橡胶增塑剂，而芳香基橡胶增塑剂是目前世界公认的致癌物，故不可使用。但是考虑到综合成本问题，芳香基橡胶增塑剂在对健康要求不高的场合仍然大量使用，如生产轮胎等橡胶制品，但在生产过程中要特别注意对工人的劳动保护。
选择橡胶增塑剂的种类和具体粘度等级主要根据用户所采用的原材料、生产工艺及生产成本等综合而定。
石蜡基橡胶增塑剂与橡胶的相容性最差，加工困难，但稳定性、弹性和拉伸强度较好；芳香基橡胶增塑剂与橡胶的相容性最好，加工容易，但稳定性最差，毒性最大；环烷基橡胶增塑剂则介于二者之间，是一种较为理想的橡胶增塑剂。 各种橡胶与橡胶增塑剂类型的选择
1.SBR硫化胶中含有约百分之三十与硫化无关的低相对分子质量部分。以适宜粘度的橡胶增塑剂加入高相对分子质量的SBR 中替代低相对分子质量部分，既可保持SBR硫化胶的物理性能，又改善了胶料的加工性能，同时还降低了胶料生产成本，增大了SBR的产量。根据物质相似相容原理及用途和使用场合的不同来选用橡胶增塑剂，如轮胎要求良好的物理性能，且基本不与人体长期接触，因此可填充芳香基橡胶增塑剂。
2.BR作为制造汽车轮胎胶料的主要组分之外 还可用于生产胶带、胶管等。通常BR与NR并用，可使橡胶制品获得更好的物理性能。充油BR既兼有BR的特点，又改进了胶料的加工性能和物理性能，降低了成本。将充油BR用于制造轮胎，可以延长轮胎的使用寿命，提高轮胎的抗湿滑性能。BR充油可使用环烷基和芳香基橡胶增塑剂，一般充油质量分数为0．27～0．33，充油工艺与SBR相似。
3.橡胶增塑剂对EPDM的影响因聚合物的粘度和第三单体的种类及用量而异。由于芳香基橡胶增塑剂中的芳香稠环会吸收自由基，因此对过氧化物硫化产生影响，不易在快速硫化中使用；石蜡基和高饱和度环烷基橡胶增塑剂的加工性能良好，可赋予硫化胶较高的拉伸强度。因此，EPDM优先使用石蜡基或环烷基橡胶增塑剂。
4.普通粘度的CR填充橡胶增塑剂是为了改善胶料的加工性能。由于其用量较小，对橡胶增塑剂的品种无需过分选择，一般使用环烷基橡胶增塑剂。CR常用来制作耐油或耐烃类溶剂的制品，因此，如果在混炼胶中填充与某种油(或溶剂)于CR 中达到膨润平衡时体积增大率相同的橡胶增塑剂，所得到的制品在与该油(或溶剂)接触时体积不会发生变化。高粘度的CR能大量地添加填充剂和橡胶增塑剂，但硫化胶的拉伸强度和扯断伸长率将下降。由于橡胶增塑剂的填充量大，因此宜选择不易渗出且芳香烃碳原子所占比例大的橡胶增塑剂。
5.NR充油后具有以下特点：柔软性好，易于混炼加工；抗湿滑性能好，可提高轮胎的耐磨性；但抗撕裂性能下降，扯断永久变形大，主要适用于制造雪地防滑轮胎。含油量大的NR硫化胶的物理性能明显低于普通NR硫化胶；而炭黑补强充油NR硫化胶老化后的物理性能保持率较好。对于像NR这样的结晶性橡胶，如果填充稠环芳烃含量大的橡胶增塑剂，有可能破坏橡胶分子链的结晶性，使硫化胶的物理性能下降；而使用体积较大、稠环芳烃含量较小的橡胶增塑剂，对橡胶分子链的结晶性影响较小，橡胶增塑剂的添加量可以增大。因此填充NR的橡胶增塑剂主要采用芳香基或环烷基橡胶增塑剂。
由于构成橡胶的单体不同，与之相适应的橡胶增塑剂种类也不同。使用与橡胶相匹配的橡胶增塑剂，可以使充油橡胶得到最佳的物理性能和最大限度地降低生产成本。但随着人们对健康、环保要求的进一步提高，逐步改用高档、无污染的橡胶增塑剂产品是橡胶制品生产厂日益关注的问题。
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