橡胶工艺原理(五).pdfVIP

第五章 橡胶的增塑体系 §5.1 橡胶增塑剂及分类 一．橡胶增塑剂的概念 增塑剂又称为软化剂，是指能够降低橡胶分子链间的作用力，改善加工工艺性能， 能 提高胶料的物理机械性能，降低成本的一类低分子量化合物。 过去习惯上根据应用范围不同分为软化剂和增塑剂。软化剂多来源于天然物质，常用于 非极性橡胶；增塑剂多为合成产品，多用于极性合成橡胶和塑料中。目前由于所起的作用相 同，统称为增塑剂。 二．增塑剂的作用 1．改善橡胶的加工工艺性能：通过降低分子间作用力，使粉末状配合剂更好地与生胶 浸润 分散均匀，改善混炼工艺；通过增加胶料的可塑性、流动性、粘着性改善压延、压出、 成型工艺。 2．改善橡胶的某些物理机械性能：降低制品的硬度、定伸应力、提高硫化胶的弹性、 耐寒性、降低生热等。 3．降低成本：价格低、耗能省。 三．增塑剂的分类 1．根据作用机理分： 物理增塑剂：增塑分子进入橡胶分子内，增大分子间距、减弱分子间作用力，分子链易 滑动。 化学增塑剂：又称塑解剂，通过力化学作用，使橡胶大分子断链，增加可塑性。 大部分为芳香族硫酚的衍生物如 2-萘硫酚、二甲苯基硫酚、五氯硫酚等。 2． 来源分： ① 石油系增塑剂 ② 煤焦油系增塑剂 ③ 松油系增塑剂 ④ 脂肪油系增塑剂 ⑤ 合成增塑剂 四．对增塑剂的要求 增塑效果好，用量少，吸收速度快； 与橡胶的相容性好，挥发性小、不迁移、耐寒性好，耐水、耐油、溶剂； 电绝缘性好，耐燃性好，无色、无毒、无臭，价廉易得。 §5.2 橡胶增塑原理及增塑效果表征 一．橡胶增塑的方法 提高橡胶可塑性的方法主要有以下三种： 1． 物理增塑法：加入物理增塑剂 2． 化学增塑法：化学塑解剂 3． 机械增塑法：通过机械剪切作用，提高可塑性。 可单独应用，与前两种方法一起使用时，效果更好。 二．增塑剂与橡胶的相容性 1．增塑剂与橡胶的相容性 相容性是指两种不同的物质混合时形成均相体系的能力。相容性好，两种物质形成均相 体系的能力强。橡胶与增塑剂的相容性很重要，若相容性差，增塑剂则会从橡胶中喷出，甚 至难于混合、加工。橡胶与增塑剂的相容性的预测方法是采用溶解度参数 （δ ）。在不考虑 氢键和极化的影响下，一般橡胶与增塑剂的溶解度参数相近，相容性好，增塑效果好。 橡胶的增塑可以看成是低分子增塑剂溶解于橡胶中的一种过程，可利用聚合物—溶剂体系的 相应规律来分析橡胶与增塑剂的相互作用。 吉布斯 自由能 ΔG=ΔH-TΔS 若ΔG0，溶解能自发进行，相容性好 2 溶解焓变：ΔH=υ υ （δ -δ ） υ 、υ —橡胶、增塑剂的体积分数 1 2 1 2 1 2 δ 、δ —橡胶、增塑剂的溶解度参数 1 2 因为溶解过程ΔS0，所以要使ΔG0，ΔH 应尽可能小，因此 δ 、δ 要接近。 1 2 2．增塑剂与橡胶相容性的实验预测 研究发现，在不饱和橡胶中使用增塑剂时，增塑剂的不饱和性高低对增塑剂和不饱和橡胶的 相容性有很大影响。增塑剂的不饱和性越高，增塑剂与不饱和橡胶的相容性越好。测定增塑 剂不饱和性的方法是测其苯胺点。 苯胺点：同体积的苯胺与增塑剂混合时，混合液呈均匀透明时的温度。 苯胺点越高，说明增塑剂与苯胺的相容性越差，不饱和性低。 三．增塑剂作用机理 1．非极性增