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酯类润滑剂作用原理与常见酯类润滑剂种类用途

作者:点击:506 发布时间:2023-02-01

酯类润滑剂作用原理与常见酯类润滑剂种类用途


润滑剂是能够改善酯类加工性能的一种添加剂。按其作用机理可分为外润滑剂内润滑剂两种。外润滑剂能在加工时增加酯类表面的润滑性,减少酯类与金属表面的黏附力,使其受到机械的剪切力降至少,从而达到在不损害酯类性能的情况下容易加工成型的目的。内润滑剂则可以减少聚合物的内摩擦,增加酯类的熔融速率和熔体变形性,降低熔体黏度及改善塑化性能。实际上每一种润滑剂都有可以实现某一要求的作用,总是内外润滑的共同作用,只是在某一方面更突出一些。同一种润滑剂在不同的聚合物中或不同的加工条件下会表现出不同的润滑作用,如高温、高压下,内润滑剂会被挤压出来而成为外润滑剂。


一般润滑剂的分子结构中,都会有长链的非极性基和极性基两部分,它们在不同的聚合物中的相容性是不一样的,从而显示不同的内、外润滑的作用。


通常润滑剂均兼具有内、外润滑剂的功能,不过,不同的润滑剂其内、外润滑性能不同,有的润滑剂内润滑性较差,而外润滑性能较好;有的润滑剂外润滑性较差,而作为内润滑剂性能较好。通常认为,与聚合物相容性好、极性基团极性大的润滑剂多用作内润滑剂;反之,则用作外润滑剂,但也有内润滑及外润滑剂性能均佳的品种。


什么是润滑剂,其作用机理是什么?如何选用?

润滑剂是一种能够改善聚合物成型加工时的流动性的物质。树脂的熔料通常粘度很高,在成型中,熔料必须在极短的时问内,由喷嘴、浇口和流道进人模腔,为了使熔料能顺利地在极短时间内充满模腔,降低熔料的粘度,改善熔料的流动性至为关键。这就是加入润滑剂的作用,此外,润滑剂还能促进熔融、便于脱模、防止静电、防止粘连等作用。


(1) 润滑剂的作用机理


润滑剂之所以能起润滑作用,是因为它的加入,降低丫酯类熔体的摩擦, 这种摩擦又分内摩擦和外摩擦两类。由此相应有内润滑剂和外润滑剂。


1) 外润滑剂的作用主要是改善聚合物熔料与设备的热金属表面的摩擦状况, 使塑件容易脱模,它与聚合物的相容性较差,容易从熔料中往外迁移,在成型过程中能在熔料与模具间形成一层很薄的隔离膜,使酯类不粘住模具表面。


2) 内润滑剂与聚合物有良好的相容性,它在聚合物内部起着降低聚合物分子间内聚力的作用,从而改善酯类熔料的内摩擦生热和熔体的流动性。内润滑剂和聚合物长链分子间的结合是不强的,它们可能产生类似于滚动轴承的作用,因此其自身能在熔体流动方向上排列,从而互相滑动,使得内摩擦力降低,这就是内润滑的机理。


(2) 润滑剂的使用


润滑剂的品种相当多,常用的外润滑剂有石蜡、硬脂酸及其盐类;内润滑剂有相对低分子量的PE、PTFE、PP等。这些低分子量的聚合物不但是优良内润滑剂,而且也是很好的外润滑剂。有时候,一种润滑剂的效果往往不理想,需要几种润滑剂配合使用,由此而产生了复合润滑剂,可以起到多方面的作用。效果更好。润滑剂的用量一般为0.5%-1%。


在选用润滑剂时,要遵循下列几条原则:


1) 如果聚合物的流动性已可满足成型工艺的需要,则主要考虑外润滑剂是否满足工艺要求,是否便于脱模,以保证内外平衡。


2) 外润滑是否理想,应看它能在成型时,在酯类表面能否形成完整的液体薄膜.因此,外润滑剂的熔点应与成型温度相接近,但要注意有10—30℃的差异,这样才能形成完整薄膜。


3) 与聚合物的相容性大小适中,内外润滑作用平衡,不喷霜,不易结垢。


4) 润滑剂的耐热性和化学稳定性优良,在加工中不分解,不挥发、不腐蚀设备,不污染制品、没有毒性。


理想润滑剂需要具备的条件


① 必须具有优异的、效能持久的润滑性能。

② 与聚合物具备良好的相容性,内部、外部润滑作用要平衡,不影响树脂的透明性,不起霜、不易结垢,不与其他助剂反应。

③ 黏度小,表面引力小,在界面处扩展性好,易形成界面层。

④ 热稳定性能优良,在加工成型过程中不分解、不挥发、不降低聚合物的各种优良性能,不影响制品第二次加工性能。

⑤ 无毒,无污染,不腐蚀设备,价格便宜。


润滑剂的分类


润滑剂按化学结构可划分为脂肪酸酰胺类、烃类、脂肪酸类、酯类、醇类、金属皂类、复合润滑剂类。按用途类型可划分为内润滑剂(如脂肪醇、脂肪酸酯等)、外润滑剂(如脂肪酸、脂肪酰胺、石蜡等)和复合型润滑剂(如金属皂类硬脂酸钙、脂肪酸皂、脂肪酰胺等)。


1、脂肪酸酰胺类润滑剂


①硬脂酸酰胺:白色或淡黄褐色粉末,相对密度0.96,分子量283,熔点98~103℃,如溶于水,溶于热乙醇、氯仿、乙醚。具有优良的外部润滑效果和脱膜性,透明性、分散性、光泽性和电绝缘性亦佳,无毒,是PVC,PS,UF等树脂加工润滑剂,还可作为聚烯烃的爽滑剂和抗粘连剂。一般用量0.1%~2.0%。


②N,N,_亚乙基双硬脂酰胺(EBS):白色或乳白色粉末或粒状物。相对密度0.98,分子量593,熔点142℃


2、烃类润滑剂


① 微晶石蜡:白色或微黄色鳞片状或粒状物,固体相对密度0.89~0.94,液体相对密度0.78~0.81,熔点70~90℃,溶于非极性溶剂,不溶于极性溶剂。热稳定性、润滑性优于石蜡,但会降低凝胶化速度,故用量不宜过大。无毒,常与硬脂酸丁酯或脂肪酸并用,用于酯类润滑剂。一般用量0.1%~0.2%。


② 液体石蜡:无色透明液体,相对密度0.89,凝固点-35~-15℃,溶于苯、乙醚、二硫化碳,微溶于醇类,在热稳定及润滑性均良好。用于PVC,PS等树脂加工时,作为内润滑剂,与树脂相容性差。添加量一般为0.3%~0.5%,过多时,反而使加工性能变坏。


③ 固体石蜡:白色固体,相对密度0.9,熔点57~60℃,不溶于水,溶于汽油、氯仿、二硫化碳、二甲苯、乙醚等有机溶剂,微溶于醇类。属于外润滑剂,可改善制品表面光泽,为非极性直链烃,不能润湿金属表面,也就是不能阻止PVC黏金属壁,只有与硬脂酸钙并用时,才能发挥协同效应,但其相容性、分散性和热稳定性均比较差。本品无毒,用于PVC,PE,PP,PS,ABS,PBT,PET及纤维素等酯类。


④ 氯化石蜡:石蜡经氯化而制得。无臭透明液体,含氯量有42%,52%,70%等多种,与PVC相容性好,还起增塑剂、阻燃剂的作用,但透明度差,用量在0.3%以下,与其他增塑剂并用效果较好。一般用量0.3%。


⑤ 聚乙烯蜡:又称低分子量聚乙烯,白色粉末或片状物,为乙烯的低度聚合产品。相对密度为0.9~0.93,分子量1000~5000,软化点100~115℃,具有良好的中期及后期润滑性,能起防黏剂作用,在色母粒加工中作颜料分散剂,在PVC-U中作润滑剂,在PVC,PE,PP,ABS,PET,PBT酯类成型中作润滑剂和脱模剂。一般用量0.1%~0.5%。


⑥氧化聚乙烯蜡:白色粉末或珠粒状固体,为含羧酸的低分子量聚乙烯,并含有醇、酮及酯类化合物,由于氧化使烷烃链上生成一定数量的羧基和烃基(均为极性基团,故提高了它在PVC的相容性,使其同时兼有良好的内、外润滑性能,并赋予制品良好的透明性和光泽性,与脂肪或脂肪酸进行部分酯化,或用氢氧化钙进行部分皂化,得到的衍生物均具优异的内、外润滑性能。主要应用于PVC,PE,PP,ABS,PBT,PET等 树脂的润滑剂。用量0.1%~1.0%。


3、复合润滑剂


复合润滑剂是具有良好的内、外润滑剂的功效。常用的复合润滑剂有:石蜡类、金属皂与石蜡复合、脂肪酰胺与其他润滑剂复合物、一褐煤蜡为主体的复合润滑剂、稳定剂与润滑剂的复合体系。


4、硅氧烷润滑剂


硅氧烷系作为脱模剂、防粘连剂和润滑剂广泛应用于酚醛、环氧、聚酯等酯类的加工主成型上。常用的品种有聚硅氧烷、合成蜡、硅油、二氧化硅和硅藻土等。


①甲基硅油:即聚二甲基硅氧烷,无色、无味,透明、黏稠液体,分子量为5000-10000,溶于乙醚、苯、甲苯,部分溶于丙酮、乙醇、丁醇,不溶于甲醇、环已醇、石蜡油、植物油。可在-50-200℃范围内使用。具有优良的耐高、低温性能,透光性、电性能、增水性和化学稳定性均良好。用作为脱模润滑剂。


②苯甲基硅油:即聚甲基苯基硅氧烷,性能同甲基硅油。


③乙基硅油:即聚二乙基硅氧烷,无色或浅黄色透明液体,平均分子量300-10000.溶于乙醚、氯仿、甲苯。可与石油产品任意混合,使用温度-70~150℃,具有优良的润滑性和电绝缘性,表面张力较小,防水、耐化学腐蚀性能好。可以作为脱模剂和润滑剂应用于酯类、橡胶加工润滑剂。


5、常用树脂所适用的润滑剂


①聚氯乙烯:适用:液体石蜡、固体石蜡、高熔点石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、酯蜡硬脂酸丁酯、单硬脂酸甘油酯、金属皂、硬脂酸、硬脂醇。


②聚乙烯、聚丙烯:适用:乙撑双硬脂酰胺、硬脂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、高沸点石蜡、微晶石蜡、脂肪酸。


③聚苯乙烯:适用硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺、高熔点石蜡、硬脂酸丁酯。


④ABS树脂:适用硬脂酸锌等金属皂、脂肪酰胺、乙撑双硬脂酰胺、高熔点石蜡。


⑤聚酰胺:适用油酸酰胺、硬脂酰胺、乙撑双硬酯酰胺。


⑥PBT/PET树脂:适用硬脂酸锌、硬脂酸钙、脂肪酰胺、高熔点石蜡、聚乙烯蜡。


⑦酚醛、氨基树脂:适用硬脂酸锌等金属皂、脂肪酰胺、乙撑双硬脂硬酰胺、高熔点石蜡。


昀联科技有限公司主要生产氧化蜡、固体增塑剂、酯类润滑剂等产品。

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