橡膠工業用軟化劑，橡膠增塑劑的知識

 

    通常指脂肪烴油、環烷油、芳香烴油、機油、白油等，均無官能團結構，在機械和熱作用下，只起到對橡膠的潤、擴散、溶脹、松懈橡膠整個分子并使之發生移動。如果用增塑理論解釋，軟化劑只起到分子外增塑作用，或物理增塑劑。

 

    橡膠工業用增塑劑

 

    通常指脂肪酸、飽和或不飽和脂肪酸酯或鋅皂、鎂皂、鈣皂等。都含有極性基，并通過其極性力作用，包封橡膠分子鏈的極性鏈端，或改變橡膠分子側鏈鏈端的極性力，使橡膠分子得到穩定，起到降低橡膠分子鏈的相互作用，提高分子的相互移動能力，最終改善膠料的流動性。這種通過極性基的化學作用來改善彈性體的塑性，常稱為分子內增塑作用。對于脂肪酸或其他酯或其皂，除了內增塑作用外，因大分子的脂肪酸基與橡膠有良好的相容性，因此也具有物理增塑作用，或外增塑作用。

 

    橡膠增塑劑的選用原則：  一種理想的橡膠增塑劑應具備以下條件：① 與橡膠等原材料的相容性好；② 對硫化膠或熱塑性彈性體等產品的物理性能無不良影響；③ 充油和加工過程中揮發性小；④ 在用乳聚工藝合成的充油橡膠生產中應具有良好的乳化性能；⑤ 在生膠混煉過程中應使其具有良好的加工性、操作性及潤滑性；⑥ 環保、無污染；⑦ 具有良好的光、熱穩定性；⑧ 質量穩定，來源充足，價格適中。當然，十全十美的理想橡膠增塑劑是沒有的。橡膠增塑劑生產廠通常按照用戶的要求，有針對性地選擇原料，重點解決用戶所關心的主要性能指標，同時還提供系列產品供用戶選擇。生膠、助劑、橡膠配合與加工共同組成了橡膠及其制品的生產過程。橡膠增塑劑作為橡膠的增塑體系，在橡膠的配合與加工過程中應用得越來越廣泛，是橡膠行業中僅次于生膠和炭黑的第三大材料。

 

    橡膠增塑劑關鍵的特性是它們各自所表現的與橡膠的相容性和穩定性，相對而言，三大類橡膠增塑劑的優缺點如下。

 

    （1）石蠟基橡膠增塑劑的抗氧化性和光穩定性較好，但相容性和低溫性相對較差，因此在很多應用場合，由于石蠟基橡膠增塑劑與橡膠的相容性較差，無法提供良好的加工性能。

 

    （2）芳香基橡膠增塑劑與橡膠的相容性最好，所生產的橡膠產品強度高，可加入量大，價格低廉；但顏色深、污染大、毒性大，隨著環保要求的日益提高，使用上逐步受到限制。

 

    （3）環烷基橡膠增塑劑兼具石蠟基和芳香基的特性，其相容性較好，且無污染、無毒，適應的橡膠膠種較多，應用廣泛，是最理想的橡膠增塑劑。通常遵循物質相似相容原理，芳香基橡膠增塑劑主要用于SBR，BR，NR和CR等橡膠制品的生產；石蠟基橡膠增塑劑主要用于EPDM，IIR和IR等橡膠制品的生產；環烷基橡膠增塑劑主要用于SBR，BR和NR等熱塑性彈性體及橡膠制品的生產，也廣泛用于IIR，IR和EPDM 等橡膠制品的生產。

 

    若是加工與生活日用品有關的橡膠制品，則橡膠增塑劑的毒性是關鍵指標，因此需要推薦使用優質環保型橡膠增塑劑，而芳香基橡膠增塑劑是目前世界公認的致癌物，故不可使用。但是考慮到綜合成本問題，芳香基橡膠增塑劑在對健康要求不高的場合仍然大量使用，如生產輪胎等橡膠制品，但在生產過程中要特別注意對工人的勞動保護。

 

    選擇橡膠增塑劑的種類和具體粘度等級主要根據用戶所采用的原材料、生產工藝及生產成本等綜合而定。

 

    石蠟基橡膠增塑劑與橡膠的相容性最差，加工困難，但穩定性、彈性和拉伸強度較好；芳香基橡膠增塑劑與橡膠的相容性最好，加工容易，但穩定性最差，毒性最大；環烷基橡膠增塑劑則介于二者之間，是一種較為理想的橡膠增塑劑。  各種橡膠與橡膠增塑劑類型的選擇

 

    1。SBR硫化膠中含有約百分之三十與硫化無關的低相對分子質量部分。以適宜粘度的橡膠增塑劑加入高相對分子質量的SBR 中替代低相對分子質量部分，既可保持SBR硫化膠的物理性能，又改善了膠料的加工性能，同時還降低了膠料生產成本，增大了SBR的產量。根據物質相似相容原理及用途和使用場合的不同來選用橡膠增塑劑，如輪胎要求良好的物理性能，且基本不與人體長期接觸，因此可填充芳香基橡膠增塑劑。

 

    2。BR作為制造汽車輪胎膠料的主要組分之外 還可用于生產膠帶、膠管等。通常BR與NR并用，可使橡膠制品獲得更好的物理性能。充油BR既兼有BR的特點，又改進了膠料的加工性能和物理性能，降低了成本。將充油BR用于制造輪胎，可以延長輪胎的使用壽命，提高輪胎的抗濕滑性能。BR充油可使用環烷基和芳香基橡膠增塑劑，一般充油質量分數為0．27～0．33，充油工藝與SBR相似。

 

    3。橡膠增塑劑對EPDM的影響因聚合物的粘度和第三單體的種類及用量而異。由于芳香基橡膠增塑劑中的芳香稠環會吸收自由基，因此對過氧化物硫化產生影響，不易在快速硫化中使用；石蠟基和高飽和度環烷基橡膠增塑劑的加工性能良好，可賦予硫化膠較高的拉伸強度。因此，EPDM優先使用石蠟基或環烷基橡膠增塑劑。

 

    4。普通粘度的CR填充橡膠增塑劑是為了改善膠料的加工性能。由于其用量較小，對橡膠增塑劑的品種無需過分選擇，一般使用環烷基橡膠增塑劑。CR常用來制作耐油或耐烴類溶劑的制品，因此，如果在混煉膠中填充與某種油（或溶劑）于CR 中達到膨潤平衡時體積增大率相同的橡膠增塑劑，所得到的制品在與該油（或溶劑）接觸時體積不會發生變化。高粘度的CR能大量地添加填充劑和橡膠增塑劑，但硫化膠的拉伸強度和扯斷伸長率將下降。由于橡膠增塑劑的填充量大，因此宜選擇不易滲出且芳香烴碳原子所占比例大的橡膠增塑劑。

 

    5。NR充油后具有以下特點：柔軟性好，易于混煉加工；抗濕滑性能好，可提高輪胎的耐磨性；但抗撕裂性能下降，扯斷永久變形大，主要適用于制造雪地防滑輪胎。含油量大的NR硫化膠的物理性能明顯低于普通NR硫化膠；而炭黑補強充油NR硫化膠老化后的物理性能保持率較好。對于像NR這樣的結晶性橡膠，如果填充稠環芳烴含量大的橡膠增塑劑，有可能破壞橡膠分子鏈的結晶性，使硫化膠的物理性能下降；而使用體積較大、稠環芳烴含量較小的橡膠增塑劑，對橡膠分子鏈的結晶性影響較小，橡膠增塑劑的添加量可以增大。因此填充NR的橡膠增塑劑主要采用芳香基或環烷基橡膠增塑劑。

 

    由于構成橡膠的單體不同，與之相適應的橡膠增塑劑種類也不同。使用與橡膠相匹配的橡膠增塑劑，可以使充油橡膠得到最佳的物理性能和最大限度地降低生產成本。但隨著人們對健康、環保要求的進一步提高，逐步改用高檔、無污染的橡膠增塑劑產品是橡膠制品生產廠日益關注的問題。