橡胶加工工艺学

1、橡胶加工工艺学 Rubber Processing Technology主讲人：刘继涛主讲人：刘继涛Email：chm_单单 位：济南大学位：济南大学 化学化工学院化学化工学院橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂2 第一节第一节 石油系软化剂石油系软化剂 第二节第二节 动植物油动植物油系软化剂系软化剂 第三节第三节 煤焦油煤焦油系软化剂系软化剂 第四节第四节 酯类增塑剂酯类增塑剂 第五节第五节 软化剂、增塑剂的作用机理软化剂、增塑剂的作用机理 第六节第六节 软化剂和增塑剂的选择软化剂和增塑剂的选择橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学

2、Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂3一、定义 指能起增加橡胶塑性作用的物质。二、软化剂、增塑剂在胶料中的作用 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。橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂4三、应用上的差异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。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。橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Process

3、ing Technology第四章 软化剂与增塑剂5四、作用机理的差异物理增塑剂：物理增塑剂：是通过物理的是通过物理的作用来使橡作用来使橡增加塑性增加塑性. 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.五、类型按其来源不同分为： 矿物油系；动植物油系； 合成增塑剂按作用方式分为：内增塑剂和外增塑剂橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂6第一节第一节 石油系软化剂石油系软化剂 一、操作油及其类似物一、操作油及其类似物 1.操作油的组成和结构操作油的组成和结构 操作油主要是由分子量在操作油主要是由分子量在300600

4、左右左右含含20个或个或20个以上碳原子的烃类化合物所组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、环烷烃和芳香成。其中的结构烃有链烷烃、环烷烃和芳香烃。烃。 2.操作油的品种操作油的品种 包括链烷油、环烷油和芳烃油包括链烷油、环烷油和芳烃油 橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂73.操作油的性能指标分类按化学性质分为：按物理性质分：氮碱沥青质第一类硫酸亲和物第二类硫酸亲和物石油烃比重（密度）粘度苯胺点粘度比重常数（VGC）橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章

5、软化剂与增塑剂84.操作油对橡胶性能的影响（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（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橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂95.用途用途（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1015份。（3）作增粘剂 以芳烃油为主，15份以上。（4）作增容剂 2050份，有时可多些。橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与

6、增塑剂106.操作油的类似物操作油的类似物机械油机械油锭子油锭子油软化重油软化重油变压器油变压器油三线油、五线油三线油、五线油橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂11二、其它石油系软化剂二、其它石油系软化剂1.凡士林凡士林 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

7、，但有迟延硫化的作用 。橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂12配方例子：绿色海绵拖鞋底配方例子：绿色海绵拖鞋底NR 100 松香松香 5ZnO 5 210树脂树脂 25硬脂酸硬脂酸 7 酞青绿酞青绿 2.1防防D 1 醇溶黄醇溶黄 0.75石蜡石蜡 7 发泡剂发泡剂H 6.5陶土陶土 37 促促M 1.15MgCO3 40 促促DM 1.15立德粉立德粉 15 硫黄硫黄 3.5凡士林凡士林 5 白矿油白矿油 1.5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。 橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Proc

8、essing Technology第四章 软化剂与增塑剂13配方例子：轮胎胎面胶及帘布胶配方例子：轮胎胎面胶及帘布胶 胎面胶胎面胶 帘布胶帘布胶天然橡胶天然橡胶 100 100硫磺硫磺 2.6 2.7促促M 0.4 促促TMTD 0.03氧化锌氧化锌 5 5硬脂酸硬脂酸 3 2.5HAF 35 混气炭黑混气炭黑 15 SRF 35松焦油松焦油 3.5 3.5防防A 1 防防D 1 1防防4010 1 1石蜡石蜡 1 橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂14第二节动植物油系软化剂第二节动植物油系软化剂一、松油系软化剂一、松油系

9、软化剂1. 松香2. 岐化松香（氢化松香） 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。 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橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂153. 松焦油松焦油 与橡胶互溶性好，工艺性能较好，有补强性，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和和SBR 4.妥尔油妥尔油（松浆油）（松浆油） 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45

10、份。橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂16二、脂肪油系软化剂二、脂肪油系软化剂1.油膏2.硬脂酸3.油酸 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，但有增加橡胶老化的倾向。橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂17橡胶加工工艺学橡胶

11、加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂18配方例子：擦字橡皮配方例子：擦字橡皮1.铅笔用擦字橡皮铅笔用擦字橡皮 2.钢笔、圆珠笔用擦字橡皮钢笔、圆珠笔用擦字橡皮 NR 100 NR 100 氧化锌氧化锌 21 氧化锌氧化锌 21 氧化镁氧化镁 6 氧化镁氧化镁 6 轻质碳酸钙轻质碳酸钙 380 氧化铝氧化铝 400立德粉立德粉 171 轻质碳酸钙轻质碳酸钙 340 白油膏白油膏 915 白油膏白油膏 560促促M 10 促促M 10 促促TT 13.7 促促TT 10合计合计 1616.7 合计合计 1444橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubb

12、er Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂19第三节煤焦油系软化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橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂20古马隆树脂的性能古马隆树脂的性能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及SR中，用量不超15份。橡胶加工工艺

13、学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂21例：几种软化剂性能的比较例：几种软化剂性能的比较物机性能物机性能 固体古马隆固体古马隆 沥青沥青 松焦油松焦油 重柴油重柴油拉伸强度拉伸强度/MPa 23.5 20.3 19.3 19.6伸长率伸长率/% 664 754 667 537硬度（邵尔硬度（邵尔A）/度度 63 61 65 62300%定伸应力定伸应力/MPa 7.4 4.8 5.7 8.8撕裂强度撕裂强度/（KN/m） 131 98 102 77橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章

14、 软化剂与增塑剂22第四节酯类增塑剂第四节酯类增塑剂一、邻苯二甲酸酯类结构通式：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。橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂23配方例子：骨架油封胶料配方例子：骨架油封胶料 NBR-26 100 防防4010 1 DBP 10 防防D 1 ZnO 10 硫黄硫黄 0.1 硬脂酸硬脂酸 1 SRF 60 促促CZ 4 HAF 20 促促TT 2橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂24

15、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。二、磷酸酯类二、磷酸酯类结构通式：（RO）3 PO橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂251.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、SR、树脂等用的增塑剂、软化剂，不影

16、响硫化。耐寒性优越，但耐油性不够好。制品可用于包装食物。三、脂肪族二烷基酸酯类三、脂肪族二烷基酸酯类橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂26四、脂肪酸酯类常用：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。n五、聚酯类 分子量较大，一般在10008000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。橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂27第五节软化剂、增塑剂的作用机理第五节软化剂、增塑剂的作用机理 一、作用机

17、理一、作用机理 1.软化剂（对非极性橡胶）的作用软化剂（对非极性橡胶）的作用RH软化剂渗透、溶胀橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂28 2.增塑剂（对极性橡胶）的作用增塑剂（对极性橡胶）的作用 RH 增塑剂增塑剂+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-包围、隔离橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂291.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。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

18、“同类相溶”原理一般来说：（12）0时，互溶性最好（12）1.2时，能互溶二、判断互溶性的基本原则二、判断互溶性的基本原则橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂303.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橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂31三、溶剂型与非溶剂型软化增塑剂溶剂型溶剂型软化剂、增塑剂软化剂、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、机油等橡胶加工工艺学橡胶加工工艺学Rubber Processing Technology第四章 软化剂与增塑剂32第六节软化剂和增塑剂的选择第六节软化剂和增塑剂的选择一、与橡胶的互溶性一、与橡胶的互溶性二、对胶料加工性能的影响二、对胶料加工性能的影响 1.对填料分散的影响对填料分散的影响 2.对胶料粘着性的影响对胶料粘着性的影响 3.对于压延、挤出工艺对于压延、挤出工艺三、对硫化胶物