潤滑劑的概述:
塑料配方中加潤滑劑是為了在成型加工時改善樹脂的流動性。有些樹脂如聚氯乙烯和ABS等在加工過程中必需添加潤滑劑才行,,特別對聚氯乙烯硬質(zhì)制品而盲,,潤滑劑的作用幾乎與熱穩(wěn)定劑相仿,。一種良好的潤滑劑不只是改善了樹脂的潤滑性,而且通常由于加工流動性的提高還能改善色澤,、增加光澤,、防靜電、促進(jìn)熔融,、避免降解,、增加制品韌性、降低加工能耗,、提高加工速率等,。所以在塑料加工業(yè)中,潤滑體系往往是很重要的,。塑料用潤滑劑根據(jù)其作用方式可以分為內(nèi)潤滑劑和外潤滑劑兩大類,。內(nèi)潤滑劑用來減少聚合物分子鏈間的內(nèi)聚力,起加速熔融,、降低熔融粘度,、延長加工壽命、改善流動性和提高透明性的作用,;外潤滑劑起防止熔融聚合物粘附于熱加工設(shè)備表面的作用,。所以內(nèi)、外潤滑劑有不同的功能,,難以相互代替,。
如果潤滑劑只要求其內(nèi)潤滑作用則它們的選擇是很簡單的,,但是大多數(shù)情況是需要將它們的內(nèi)外潤滑作用調(diào)到一定程度為好。一種潤滑劑的內(nèi)外潤滑功能是由它的化學(xué)組成,、極性,、在聚合物熔體中的可溶性所決定的。例如硬脂酸單甘油酯能溶于聚氯乙烯熔體,,有部分內(nèi)潤滑作用,,它的內(nèi)潤滑功能來自分子中兩個極性羥基的作用;而三硬脂酸甘油酯只有外潤滑功能,,因為它分子中沒有羥基,。當(dāng)然潤滑功能還受潤滑劑中所含雜質(zhì)及其它添加劑的影響。
塑料用潤滑劑的種類比較繁多,,從褐煤蠟,、石蠟、礦物油,、動植物油類等天然物質(zhì)到各種低分子量聚合物如低分子氟樹脂,、有機(jī)硅油、低密度聚乙烯等,,使用較為普遍的是一些脂肪族化合物,,例如硬脂酸、硬脂酸皂類,、酸脂酸酯類,。以及酰胺類化合物。美國1981年在塑料加工中耗用的潤滑劑達(dá)萬多噸,,共中酰胺類占45%,、硬脂酸及其衍生物占35%,再次是蠟類化合物等,。有些潤滑劑,,如油酸酰胺、硬脂酰胺,、脂肪酸的金屬鹽硬(脂酸鎘)等本身又是很好的抗粘貼劑,。只要加入0.5%就可使薄膜獲很良好的爽滑性。當(dāng)然二氧化硅,、陶土這類填充劑也是長用的抗粘貼劑,,用量為0.1-1.0%,它們又常被稱為開口劑,。
潤滑劑的品種與性能:
一,、脂肪酸及其金屬皂類
脂肪酸及其皂類是用途很廣的潤滑劑,亦可用作脫模劑。它們的來源豐富,、價格低廉,,與許多塑料相溶性好,并有熱穩(wěn)定作用,,一般都在加工前先與樹脂預(yù)混,,使用方便。硬脂酸迄今仍是主要的潤滑劑之一,,因為它的價格低廉、性能全面,,且易加工成各種金屬皂類,,如硬脂酸鋅、鈍,、鉛,、鎂、鋇,、鎘,、鋁、鈉和鋰都是常使用的潤滑劑,。
1,、硬脂酸(又稱十八烷酸)
硬酯酸的純品是帶有光澤的白色柔軟小片。20℃時的比重為0.918,,熔點(diǎn)70-71℃,,沸點(diǎn)383℃,折光率1.4299,。在90-100℃下緩慢揮發(fā),,易溶于、氦仿,、,、、二硫化碳,、醋酸戊酯,、,能溶于,、丙醇,,但幾乎不溶于水。工業(yè)品純度40-97%,,為白色或微黃色或塊狀物,,是硬脂酸和軟脂酸(十六烷酸)的混合物,并含少量油酸,微帶脂肪味,,無毒,。
2、硬脂酸皂類
塑料加工中常用的硬脂酸皂類是硬脂酸鋅,、鈣,、鉛、鋇,,它們都兼有穩(wěn)定劑作用(物化常數(shù)見“熱穩(wěn)定劑”),。其中硬脂酸鋅可以作聚乙烯、ABS,、SAN,、酚醛、氨基,、不飽和聚酯樹脂等的潤滑劑,,也是透明塑料制品常用的脫模劑。硬脂酸鈣可用作聚烯烴,、酚醛,、氨基、不飽和聚酯的潤滑劑,。
二,、酯 類
較理想的酚類潤滑劑是那些在分子鏈上有長鏈脂肪族基的化合物。一般天然蠟屬酯類,,也是一類優(yōu)良潤滑劑,,
1、硬脂改正丁酯
淺黃色液體,,溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑,,難溶或微溶于甘油、乙二醇,、甲醇和某些胺類,。
2、硬脂酸單甘油酯(簡稱GMB)
這是一種呈白色或象牙色的蠟狀固體,,熔點(diǎn)為60℃以珠狀料供應(yīng),。比重0.9。工業(yè)產(chǎn)品中的純度約25-90%,,其余組成是硬酸脂酸雙甘油酯,、三甘油酯及甘油等。它適用于聚甲醛,、加玻纖之聚碳酸酯,、聚乙烯、聚酰胺、聚丙烯,、醇酸及密胺樹脂等,。
3、三硬脂酸甘油酯(簡稱HTG)
這是一種白色脆性的蠟狀固體,,以片狀供應(yīng),,比重0.96,熔點(diǎn)60-64℃,。
三,、酰胺類
酰胺化合物具有較好的外潤滑作用,所以既是潤滑劑,,又是很好的抗粘貼劑,。此外,還能提高塑料制品的抗靜電性,。酰胺類潤滑劑的消耗量比酯類多。常用的是油酸酰胺和雙硬脂酰胺,。
1,、油酸酰胺
這是一種白色結(jié)晶,熔點(diǎn)為75-76℃,,閃點(diǎn)210℃,,著火點(diǎn)235℃。不溶于水,,溶于和.
2,、硬脂酸酰胺
硬脂酸酰胺的純品為無色葉狀結(jié)晶,不溶于水,,難溶于冷,,溶于熱、,、氯仿,。
3、乙撐雙硬脂酸酰胺(簡稱EBS)
這是一種白色細(xì)小顆粒,,常溫下不溶于大多數(shù)溶劑,,但溶于熱的氯化烴類和芳香烴類溶劑。本品對酸,、堿和水介質(zhì)穩(wěn)定,。雖不溶于水,但粉狀物在80℃以上具有潤濕性,。以珠狀或塊狀料供應(yīng),,工業(yè)品純度96%,它適用ABS、聚甲醛,、聚酰胺,、聚丙烯、聚乙烯,、聚氯乙烯,、加玻纖之聚碳酸酯等。
4,、乙撐雙油酸酰胺(簡稱EBO)
它比EBS軟,,暗黑色,熔點(diǎn)114℃,,以珠狀料供應(yīng),。
四、石蠟及烴類
用作潤滑劑的烴類是一些分子量在350以上的脂肪烴,,包括石蠟,、合成石蠟、低分子量聚乙烯蠟以及礦物油,。實用的烴類潤滑劑是有一特定分子量,、粘度或熔程的烴類混合物。烴類潤滑劑是優(yōu)良的外潤滑劑,,但不是理想的內(nèi)潤滑劑,,因它們與聚合物的相溶性較差。
1,、石蠟
主要成分為直鏈烷烴,,并含有少量的支鏈烷烴。直鏈烷烴含量從75%到接近不等,。
石蠟是一種白色團(tuán)體,,溶于、氯傷,、,、石腦油等一類非極性溶劑,不溶于如水和甲醇等極性溶劑,。
2,、微晶石蠟
微晶石蠟主要是出文鏈烴、環(huán)烷烴和一些直鏈烴組成,,分子量范圍大約是500-1000,。這是一種比較細(xì)小的晶體,溶于非極性溶劑,,不溶于極性格劑,。
3,、液體石蠟
液體石蠟的種類很多,其潤滑效果也各不相同,。在擠出加工中初期潤滑效果良好,,熱穩(wěn)定性也較好。但因相溶性差,,用量過多時制品易發(fā)粘,。
4、聚乙烯蠟(簡稱ACPE)
聚乙烯蠟指分子量為1500-25000的低分子量聚乙烯或部分氧化的低分子量聚乙烯,。其呈顆粒狀,、白色粉末、塊狀以及乳白色蠟狀,。具有優(yōu)良的流動性,、電性能、脫模性,。