橡胶加工工艺学

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,?,