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文档简介
1、橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,主讲人:刘继涛,Email,:,chm_,单,位:济南大学,化学化工学院,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,?,?,?,?,?,?,第一节,第二节,第三节,第四节,第五节,第六节,石油系软化剂,动植物油系软化剂,煤焦油系软化剂,酯类增塑剂,软化剂、增塑剂的作用机理,软化剂和增塑剂的选择,2,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,一、定义,指能起增加橡胶塑性作用的物质,。,二、软化剂、,增塑剂在胶料,
2、中的作用,1.,增加塑性、流动性,便于,加工;,2.,降低混炼温度和胶料的粘,度,有利于配合剂分散,达到,节能目的;,3.,使硫化胶的伸长率、回弹性,高,低温性能好,生热小。,3,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,软化剂为非极性物质,,来源于天然物质,常用于,非极性橡胶中。,三、应用上,的差异,增塑剂为极性物质,多数是,人工合成产物,多半用于,极性橡胶和塑料中。,4,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,物理增塑剂:,是通过物理的,作用来使橡增,加塑性,.,四、作用机理,
3、的差异,化学增塑剂:,即塑解剂,是通过,化学塑解作用来,使橡胶增加塑性,.,按作用方式分为:,内增塑剂和外增塑剂,五、类型,按其来源不同分为:,矿物油系;动植物油系;,合成增塑剂,5,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,第一节,石油系软化剂,?,一、操作油及其类似物,?,1.,操作油的组成和结构,操作油主要是由分子量在,300,600,左右,含,20,个或,20,个以上碳原子的烃类化合物所组,成。其中的结构烃有链烷烃、环烷烃和芳香,烃。,?,2.,操作油的品种,包括链烷油、环烷油和芳烃油,6,橡胶加工工艺学,Rubber Proce
4、ssing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,3.,操作油的,性能指标分类,按化学性质分为:,沥青质,氮碱,第一类硫酸亲和物,按物理性质分:,比重(密度),粘度,苯胺点,粘度比重常数(,VGC,),7,第二类硫酸亲和物,石油烃,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,(,1,)对降低粘度,有利于混炼及,促进硫化的影响。,芳烃油环烷油链烷油,4.,操作油对,橡胶性能,的影响,(,2,)对有利于挤出操作的影响,链烷油环烷油芳烃油,(,3,)对硫化胶性能的影响,8,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technol
5、ogy,第四章,软化剂与增塑剂,5.,用途,(,1,)作为加工操作助剂,以链烷油为主,用,量为,5,份左右。,(,2,)作一般的软化剂,环烷油、芳烃油均,可,用量为,10,15,份。,(,3,)作增粘剂,以芳烃油为主,,15,份以上。,(,4,)作增容剂,20,50,份,有时可多些。,9,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,6.,操作油的类似物,机械油,锭子油,软化重油,变压器油,三线油、五线油,10,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,二、其它石油系软化剂,1.,凡士林
6、,功用:与橡胶互溶性差,主要作为润滑性的,软化剂使用。有时会喷出表面,也可作为,物理防老剂使用。配方例子:绿色海绵拖鞋底,2.,石蜡,功用:与橡胶相容,性差,对橡胶有润滑,作用,可作加工助剂使,用,;又作为物理防老剂,。,3.,沥青及矿质橡胶,功用:能提高胶料的,粘着性和塑性,,对橡胶,制品兼有一定的补强作,用,,但有迟延硫化的,作用,。,11,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,配方例子:绿色海绵拖鞋底,松香改性酚醛树脂,控,制发孔及均匀,支撑壁,孔,使制品有挺性。,NR 100,松香,5,ZnO 5 210,树脂,25,硬脂酸,
7、7,酞青绿,2.1,防,D 1,醇溶黄,0.75,石蜡,7,发泡剂,H 6.5,陶土,37,促,M 1.15,MgCO,3,40,促,DM 1.15,立德粉,15,硫黄,3.5,凡士林,5,白矿油,1.5,12,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,配方例子:轮胎胎面胶及帘布胶,胎面胶,帘布胶,天然橡胶,100 100,硫磺,2.6 2.7,促,M 0.4,促,TMTD,0.03,氧化锌,5 5,硬脂酸,3 2.5,HAF 35,混气炭黑,15,SRF,35,松焦油,3.5 3.5,防,A 1,防,D 1 1,防,4010 1 1,石
8、蜡,1,13,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,第二节,动植物油系软化剂,一、松油系软化剂,1.,松香,能增加胶料的塑性和粘着性,易与,硫黄作用,能促使胶料老化,并有迟延,硫化的作用,主要用于擦布胶(帘布胶,)及胶浆中。,2.,岐化松香,(氢化松香),能增加,NR,和,SR,的粘着性,促使填料,均匀分散,耐老化,无迟延硫化的作用,,特别适用于,SBR,14,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,3.,松焦油,4.,妥尔油,(松浆油),与橡胶互溶性好,工艺性能较好,,有补强
9、性,低温下有迟延硫化防止焦,烧的作用,会加速橡胶的老化。主要,用于,NR,和,SBR,性能与松焦油相近,是优良的橡胶再生,软化剂,也可作为一般橡胶的增塑剂,用量,4,5,份。,15,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,二、脂肪油系软化剂,1.,油膏,又称硫化油膏,包括黑油膏和白油,膏。为良好的加工操作助剂和增容剂,,可防止喷硫以及日光老化龟裂。擦字橡,皮配方,与橡胶有很好的互溶性,能促使炭,黑、氧化锌等粉状配合剂在胶料中均匀,分散。本品还是主要的硫化活性剂。,对生胶有很好的软化作用,并可使,ZnO,活,化,故可作为软化剂及活性剂,但
10、有增加橡胶,老化的倾向。,16,2.,硬脂酸,3.,油酸,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,17,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,配方例子:擦字橡皮,1.,铅笔用擦字橡皮,2.,钢笔、圆珠笔用擦字橡皮,NR 100 NR 100,氧化锌,21,氧化锌,21,氧化镁,6,氧化镁,6,轻质碳酸钙,380,氧化铝,400,立德粉,171,轻质碳酸钙,340,白油膏,915,白油膏,560,促,M 10,促,M 10,促,TT 13.7,促,TT 10,合计,1616.7,
11、合计,1444,18,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,第三节,煤焦油系软化剂,古马隆树脂,液体古马隆,聚合度低,常用作软化剂和增粘剂,固体古马隆,聚合度高,常用作软化剂和补强剂,19,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,古马隆树脂的性能,1.,与各种橡胶的互溶性好,用于极性或非极性橡胶中。,2.,工艺性能好。,3.,液体古马隆有很好的增粘性能,可用于制备胶浆,及半成品粘合。,4.,固体古马隆补强性大,且对胶料的硫化及耐老化,性能基本无影响。,5.,古马隆适用于,NR,
12、及,SR,中,用量不超,15,份。,20,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,例:几种软化剂性能的比较,物机性能,固体古马隆,沥青,松焦油,重柴油,拉伸强度,/,MPa,23.5 20.3 19.3 19.6,伸长率,/,%,664 754 667 537,硬度(邵尔,A,),/,度,63 61 65 62,300%,定伸应力,/,MPa,7.4 4.8 5.7 8.8,撕裂强度,/,(,KN/m,),131 98 102 77,21,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,
13、第四节,酯类增塑剂,结构通式:,一、邻苯二,甲酸酯类,主要品种:,邻苯二甲酸二辛酯,DOP,邻苯二甲酸二丁酯,DBP,功用:,极性橡胶通用型,增塑剂。,22,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,配方例子:骨架油封胶料,?,?,?,?,?,?,NBR-26 100,防,4010,DBP 10,防,D,ZnO,10,硫黄,硬脂酸,1,SRF,促,CZ 4 HAF,促,TT 2,1,1,0.1,60,20,23,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,二、磷酸酯类,结构通式:(,R
14、O,),3,P,O,1.,磷酸三甲苯酯(,TCP,),本品为橡胶阻燃性增塑剂,具有良好的耐燃、,耐热、耐磨、耐霉菌、耐油及电绝缘性,,但耐寒性差。,2.,磷酸三辛酯(,TOP,),本品为乙烯基树脂、纤维素和合成橡胶的,阻燃性增塑剂,性能与,TCP,相似,耐寒性较好,,但耐油性差,加工性能不及,TCP,。,24,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,三、脂肪族二烷基酸酯类,1.,癸二酸二辛酯(,DOS,),功用:优良的耐寒增塑剂,既具有优良的耐寒性,,又有较好的耐热性、耐光性和电绝缘性。,2.,己二酸二辛酯(,DOA,),功用:,NR,
15、、,SR,、树脂等用的增塑剂、软化剂,,不影响硫化。耐寒性优越,但耐油性不够好。,制品可用于包装食物。,25,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,常用:油酸丁酯,BO,具有优越的耐寒性和,耐水性,但耐候性及,耐油性差。,四、脂肪酸,酯类,五、聚酯类,?,分子量较大,一般在,1000,8000,范围,内,其挥发性和迁移性小,耐热性和耐油性,良好。特别适用于,NBR,、,IIR,和,CR,。,26,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,第五节,软化剂、增塑剂的作用机理,?,一、
16、作用机理,?,1.,软化剂(对非极性橡胶)的作用,RH,软化剂,渗透、溶胀,27,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,?,2.,增塑剂(对极性橡胶)的作用,+,-,+,-,+,-,+,-,+,-,包围、隔离,+,-,+,-,+,-,+,-,+,RH,-,+,-,增塑剂,28,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,二、判断互溶性的基本原则,1.,溶解度参数,相近相溶,溶解度参数,(简称,S.P,.,)是表示物质,互溶能力的参数,可表示物质极性的大,小。,一般来说:,(,1,2
17、,),0,时,互溶性最好,(,1,2,),1.2,时,能互溶,2.,相似相溶,或同类相溶,即结构相似的物质能够相溶。,这即是“同类相溶”原理,29,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,3.,溶剂化,效应,(,1,)概念:,由于软化剂和增塑剂分子,与橡胶分子之间产生分子间,吸引力,而引起橡胶分子,链分离的作用。,(,2,)两种物质间产生溶剂化的条件,两者之间能形成氢键,两者之间能产生亲电亲核作用,30,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,三、溶剂型与非溶剂型,软化增塑剂,溶剂型,软化剂、增塑剂,非溶剂型,软化剂、增塑剂,如芳烃油、松焦油、,古马隆、酯类等,如链烷油、石蜡、凡,士林、油膏、机油等,31,橡胶加工工艺学,Rubber Processing Technology,第四章,软化剂与增塑剂,第六节,?,?,软化剂和增塑剂的选择,?,
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