合成增塑劑的分類知識!
合成增塑劑主要用于極性較強的橡膠或塑料中,如NBR、CR。合成增塑劑能賦予膠料柔軟性、彈性和加工性能。還可提高制品的耐寒性、耐油性、耐燃性等。合成增塑劑按結(jié)構(gòu)分有以下幾種:
鄰苯二甲酸酯類、脂肪二元酸酯類、脂肪酸類、磷酸酯類、聚酯類、環(huán)氧類、含氯類和其它。
1.鄰苯二甲酸酯類
結(jié)構(gòu)式如下:R為烷基、芳基、環(huán)己基等。
鄰苯二甲酸二丁酯(DBP):能改善膠料的耐屈撓性、粘著性及耐低溫性,但耐久性差。
鄰苯二甲酸二辛酯(DOP):具有較好的綜合性能,與橡膠相容性好,耐寒、耐熱、電絕緣性好。
一般R基團小,與橡膠的相容性好,但揮發(fā)性大,耐久性差;R基團大,其耐揮發(fā)性、耐久性、耐熱性提高,但增塑、耐寒性變差。
2.脂肪二元酸酯類
結(jié)構(gòu)式如下:
主要作為耐寒性增塑劑,主要品種有:
已二酸二辛酯(DOA):具有優(yōu)異的耐寒性,但耐油性不夠好,揮發(fā)性大。
壬二酸二辛酯(DOZ):具有優(yōu)良的耐寒性,揮發(fā)性低,耐熱、耐光、電絕緣性好。
癸二酸二辛酯(DOS):優(yōu)良的耐寒性、低揮發(fā)性及優(yōu)異的電絕緣性,但耐油性差。
癸二酸二丁酯(DBS):耐寒性好,但揮發(fā)性大,易遷移,易抽出。
3.脂肪酸酯類
耐寒性極好,主要品種有油酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、檸檬酸酯類。
常用品種有油酸丁酯(BO),具有優(yōu)越的耐寒性、耐水性,但耐侯性、耐油性差。
4.磷酸酯類
結(jié)構(gòu)式中R1、R2、R3代表烷基、氯代烷基、芳基。
主要用作耐燃性增塑劑,用量越大,耐燃性越好,分子中烷基成分越少,耐燃性越好。
常用品種有:磷酸三甲苯酯(TCP):良好的耐燃、耐熱、耐油性及電絕緣性,耐寒性差。
磷酸三辛酯(TOP):耐寒性好,揮發(fā)性小,但易遷移,耐油性差。
5.聚酯類
分子量在1000~8000的聚酯,主要作耐油增塑劑,揮發(fā)性小,遷移性小,耐油、耐水、耐熱。
主要品種有:癸二酸系列、己二酸系列、鄰苯二甲酸系列等。其中癸二酸系列增塑效果好,鄰苯二甲酸系列的增塑效果差。
這些酯類合成增塑劑具有較高的極性,多用于極性橡膠。隨著用量的增大,橡膠的物理機械性能下降,但伸長率和回彈性有所提高。采用直鏈的脂肪酸酯類可提高硫化膠的耐寒性,但易抽出。
NBR中常用DOP、DBP、TCP等,作耐寒制品時可用DOA、DOZ、DBS等,耐油時可選用聚酯類增塑劑。
CR通常使用5~10份石油系增塑劑,但作耐寒制品時,應(yīng)選用酯類增塑劑,作耐油制品時可選用聚酯類增塑劑。
SBR:改善加工性能時,使用石油系增塑劑;提高耐寒性時,可使用脂肪酸類及脂肪二元酸酯類增塑劑。
I IR:提高耐寒性時,可選用DOA、DOS增塑劑,提高耐油性時,選用聚酯類增塑劑。
6.環(huán)氧類
增塑劑主要包括環(huán)氧化油、環(huán)氧化脂肪酸單酯和環(huán)氧化四氫鄰苯二甲酸酯等。環(huán)氧增塑劑在它們的分子中都含有環(huán)氧結(jié)構(gòu),具有良好的耐熱、耐光性能。
環(huán)氧化油類,如環(huán)氧化大豆油、環(huán)氧化亞麻子油等,環(huán)氧值較高,一般為6%~7%,其耐熱、耐光、耐油和耐揮發(fā)性能好,但耐寒性和增塑效果較差。
環(huán)氧化脂肪酸單酯的環(huán)氧值大多為3%~5%,一般耐寒性良好,且塑化效果較DOA好,多用于需要耐寒和耐侯的制品中。常用的環(huán)氧化脂肪酸單酯有環(huán)氧油酸丁酯、辛酯、四氫糠醇酯等。
環(huán)氧化四氫鄰苯二甲酸酯的環(huán)氧值較低,一般僅為3%~4%,但它們卻同時具有環(huán)氧結(jié)構(gòu)和鄰苯二甲酸酯結(jié)構(gòu),因而改進了環(huán)氧油相溶性不好的缺點,具有和DOP一樣的比較全面的性能,熱穩(wěn)定性比DOP還好。
7.含氯類
含氯類增塑劑也是耐燃性增塑劑。此類增塑劑主要包括氯化石蠟、氯化脂肪酸酯和氯化聯(lián)苯。
氯化石蠟的含氯量在35%~70%左右,一般含氯量為40%~50%。氯化石蠟除耐燃性外,還有良好的電絕緣性,并能增加制品的光澤。隨氯含量的增加,其耐燃性、互溶性和耐遷移性增大。氯化石蠟的主要缺點是耐寒性、耐熱穩(wěn)定性和耐侯性較差。
氯化脂肪酸酯類增塑劑多為單酯增塑劑,因此,其互溶性和耐寒性比氯化石蠟好。隨氯含量的增加耐燃性增大,但會造成定伸應(yīng)力升高和耐寒性下降。
氯化聯(lián)苯除耐燃性外,對金屬無腐蝕作用,遇水不分解,揮發(fā)性小,混合性和電絕緣性好,并有耐菌性。
8、新型增塑劑
物理增塑劑易揮發(fā),易遷移、易抽出,使制品體積收縮,發(fā)展新型增塑劑的方向:
反應(yīng)性增塑劑:增塑劑分子在硫化溫度下可與橡膠大分子反應(yīng),或本身聚合,如端基含有乙酸酯基的丁二烯分子量在10000以下的異戊二烯低聚物。
液體橡膠也有一定的增塑作用,互溶性好,難抽出,不易揮發(fā),如液體NBR。
低分子量CR:可作CR的增塑劑,不易被抽出,膠料性能好。
由CCl4、CHBr3作調(diào)節(jié)劑合成的苯乙烯低聚物,可作IR、NBR、SBR、BR的增塑劑。
氟蠟(低分子量偏氟氯乙烯和六氟丙烯聚合物)可作氟橡膠的增塑劑。