软化增塑体系模板

1、第五章软化增塑体系第一节橡胶软化增塑体系概述第二节橡胶软化和增塑原理第三节橡胶软化剂的品种第四节橡胶增塑剂的品种第五节作软化剂使用的液体聚合物第五章：软化增塑第一节橡胶软化增塑体系概述橡胶加工过程中，一般都需要加入1030重量份的软化剂或增塑 剂。它们一般是一种能使胶料具有一定柔软性的低分子物质。它们 除能增加胶料的可塑性、流动性、粘着性，便于压型和成型等工 艺操作，以及有助于粉末状配合剂分散和降低混炼温度外，还降低 了橡胶的粘流温度及玻璃化温度，提高了橡胶制品的耐低温性能。（软化增塑剂的作用）第五章：软化增塑从最终效果都是增大胶料柔软性这一点看，软化与增塑是同义语， 但从应用范围看，两者将很

2、大差别。软化剂多来源于天然物质，常 见于非极性橡胶中；而增塑剂多为合成产品，主要应用在某些极性 合成橡胶或塑料中。它多属难挥发性物质（沸点不低于250C），在天 然橡胶等通用橡胶中很少使用，因而它是与软化剂有着不同极性 的化学物质。第五章：软化增塑在胶料中加入软化剂或增塑剂提高可塑性，与生胶塑炼时加入化 学塑解剂的增塑作用在本质上是不同的。前者是经过互相溶解或渗 透，软化剂或增塑剂低分子物进入到橡胶分子内，增大橡胶分子间 距离，减弱大分子间作用力（降低粘度），使大分子链较易滑动，宏观 上增大了胶料的柔软性和流动性，因此，这种增塑方法被称为物理 增塑法，亦称外增塑法。后者是经过力化学反应，使橡胶

3、大分子断 链，降低橡胶的分子量，增大生胶可塑性。这时塑解剂起着促进橡 胶分子断链的作用，这种增塑方法称为化学增塑法，也称为内增塑 法。第五章：软化增塑第二节橡胶软化和增塑原理橡胶是一种高粘度的弹性体，当与低分子软化剂（或增塑剂）作用时, 首先出现溶胀现象，然后才能逐步互相混容。溶胀时低分子物质渗 入到橡胶分子之间，降低了分子间相互的作用力，增加了大分子的 运动能力，结果降低了橡胶的玻璃化温度，改进了耐寒性。下面先 从热力学角度对橡胶软化与增塑加以分析，然后进一步对选用软 化剂的几个基本原则进行理论讨论。第五章：软化增塑一、橡胶软化（增塑）的热力学分析从热力学角度看，在等温等压条件下，欲使二元系

4、统溶解自发地进 行，该系统的混合自由能必须为负值，即0，因此需满足下列 条件：F = H-TSv0式中 一互溶系统的自由能变化；H一互溶系统的热焓变化；S-互溶系统的熵变化；T绝对温度。从上式可知，温度T愈高，混合熵变$愈大和混合热变化AH 愈小时，愈有利于溶解自发进行。第五章：软化增塑互容系统的熵变对溶解过程的影响有两种情况。一种是混合熵，即 溶解时溶质分子与溶剂分子混合时系统中的熵变，是熵增过程,说 明混合过程中分子排列趋于无序，即 S10;另一种是橡胶分子溶解后，使空间构型减少（即因溶剂化 作用使柔软的橡胶分子呈刚性分子特性），橡胶大分子的熵变则减 少，即：S2v0，故一般是I SI 1

5、1 逐2 I。当TS 0时，说明系统的热力学变化是熵增过程，按玻尔兹 曼公式可知，系统互溶率增大，说明橡胶分子在软化剂（溶剂）分子 作用下，分子排列构型方式增加了，即无序性增大，两者互溶性良 好。对非极性橡胶来说，系统的熵变是一个重要的参量。但当两种 高分子混合时，系统熵增加不大。第五章：软化增塑系统的互溶性除决定于熵增过程外，也与AH参量（能量因素）有重 要的关系。如能较好互溶，则应使AH数值愈小愈好，这与橡胶分 子中的基团及软化剂的性质有关，两者的内聚能密度愈接近，AH 值愈小。因此，AH值对溶解能否自发进行起决定性的作用。不过 对大多数聚合物来说,溶解时 H是正值(即吸热反应),而属于放

6、 热反应者则较少。因此，使系统能顺利溶解的热焓变化条件如下。 H = 0,是理想溶液，即无热效应，说明分子间没有变化，则 V = 0; H0、H0,则系统互溶性很差，而F = 0只能产生最大 溶胀。第五章：软化增塑二、橡胶的软化与增塑原理系统溶解时的热效应主要与内聚能密度(C, E, D)有关。当溶解过程 为两种低分子液体时，该系统的混合热效应则由溶质分子之间、溶 剂分子之间及溶质和溶剂分子之间的三组不同的作用力来决定。鉴 于内聚能密度大小可用溶解度参数(S, P)表示，因此，当体系中两者 内聚能密度差值愈小，也即两者S, P值相近时，系统的 H0,溶解过程则愈易自 动进行。这是因为内聚能密度

7、相近，意味溶质与溶剂两种分子结构 相似，较易互相溶解。第五章：软化增塑各种物质的S, P值与物质的某些性质例极性)有关，因此要使系统 具有良好的互溶性，先决条件是两者的S, P值相近。这时它们的分 子间作用力相差不大，两种分子易发生扩散和渗透作用，可达到较 好的溶解状态。此即所谓的相似相容原理。实践证明，当溶剂的S, P值和高聚物的S, P值之差小于1.31.8 时，就能够互相溶解。例如，天然橡胶的S, P值为7.98.5,而甲苯 和四氯化碳的S, P值分别为8.9和8.6,因此天然橡胶能够溶解于甲 苯和四氯化碳中。同理，苯和环已烷则是顺丁橡胶的良溶剂。可是, 在实践今也有一些例外的情况，原因是因为某些化合物分子之间 存在很强的极性键或氢键。相反若两者的S, P值相差悬殊就很难 达到互容的效果。这在选择软化或增塑体系配合剂时，是必须要首 先考虑的问题。第五章：软化增塑各种橡胶和增塑剂的S, P值如下表所示。第五章：软化增塑高聚物在溶解时，溶剂的性质对高聚物的溶解能力有很大影响。从 高聚物和溶剂的极性大小亦可判断两者的互溶能力。一般规律是极 性大的溶质易溶于极性大的溶剂，极性小的溶质易溶于极性小的 溶剂。这一原则在一定程度上对选用高聚物的溶剂是有指导意义 的。例如，末硫化天