第五章 软化增塑剂
增塑剂的分类、性能及作用
增塑剂的分类、性能及作用1、增塑剂的作用凡添加到聚合物体系中能使聚合物体系的塑性增加的物质都可以叫做增塑剂。
增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子之间的次价健，即范德华力，从而增加了聚合物分子链的移动性，降低了聚合物分子链的结晶性，即增加了聚合物的塑性，表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降，而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。
增塑剂按其作用方式可以分为两大类型，即内增塑剂和外增塑剂。
内增塑剂实际上是聚合物的一部分。
一般内增塑剂是在聚合物的聚合过程中所引入的第二单体。
由于第二单体共聚在聚合物的分子结构中，降低了聚合物分子链的有规度，即降低了聚合物分子链的结晶度。
例如氯乙烯－酯酸乙烯共聚物比氯乙烯均聚物更加柔软。
内增塑剂的使用温度范围比较窄，而且必须在聚合过程中加入，因此内增塑剂用的较少。
外增塑剂是一个低分子量的化合物或聚合物，把增塑剂添加在需要增塑的聚合物内，可增加聚合物的塑性。
外增塑剂一般是一种高沸点的较难挥发的液体或低溶点的固体，而且绝大多数都是酯类有机化合物。
通常外增塑剂不与聚合物起化学反应，外增塑剂和聚合物的相互作用主要是在升高温度时的溶胀作用，与聚合物形成一种固体溶液。
外增塑剂性能比较全面且生产和使用方便，应用很广。
现在人们一般说的增塑剂都是指外增塑剂。
邻苯二甲酸二辛酯(DOP）和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)都是外增塑剂。
2、增塑剂的分类及性能增塑剂的品种繁多，在其研究发展阶段其品种曾多达1000种以上，作为商品生产的增塑剂不过200多种，而且以原料来源于石油化工的邻苯二甲酸酯为最多。
增塑剂的分类方法很多。
根据分子量的大小可分为单体型增塑剂和聚合型增塑剂；根据物状可分为液体增塑剂和固体增塑剂；根据性能可分为通用增塑剂、耐寒增塑剂、耐热增塑剂、阻燃增塑剂等；根据增塑剂化学结构分类是常用的分类方法。
copyright 橡胶技术网根据化学结构可分为：(1)邻苯二甲酸酯（如: DBP、DOP、DIDP）(2)脂肪族二元酸酯（如: 己二酸二辛酯DOA、癸二酸二辛酯DOS）(3)磷酸酯（如:磷酸三甲苯酯TCP、磷酸甲苯二苯酯CDP）(4)环氧化合物（如:环氧化大豆油、环氧油酸丁酯）(5)聚合型增塑剂（如：己二酸丙二醇聚酯）(6)苯多酸酯（如: 1,2,4－偏苯三酸三异辛酯）(7)含氯增塑剂（如: 氯化石蜡、五氯硬酯酸甲酯）(8)烷基磺酸酯(9)多元醇酯(10)其它增塑剂一种理想的增塑剂应具有如下性能：(1)与树脂有良好的相溶性；(2)塑化效率高；(3)对热光稳定；(4)挥发性低；(5)迁移性小；(6)耐水、油和有机溶剂的抽出；(7)低温柔性良好；(8)阻燃性好；(9)电绝缘性好；(10)无色、无味、无毒；(11)耐霉菌性好；(12)耐污染性好；(13)增塑糊粘度稳定性好；(14)价廉。
增塑剂和软化剂的作用原理
软化剂和增塑剂的作用原理增塑剂和软化剂，从其用途和目的都是使橡胶增加塑性这点来看，这两者可以说是同义的。
但通常用于非极性橡胶时称为软化剂，用于极性橡胶时称为增塑剂。
根据近代概念，软化剂和增塑剂对橡胶的增塑作用，有两种不同的（即极性橡胶和非极性橡胶）作用原理。
对于非极性橡胶来说，主要是通过软化剂分子对橡胶的渗透和溶胀作用，把分子链拉开，降低分子链间的作用力，使橡胶分子链的活动性增加，从而导致橡胶可塑性的增加。
对于极性橡胶来说，其分子结构中存在着极性基团，使分子链之间作用力增加，当加入增塑剂时，增塑剂分子的极性部分，能定向地排列于橡胶的极性部位，对大分子链的极性基团起到包围的作用，因而削弱了极性橡胶分子链之间的吸引力。
同时由于增塑剂中非极性部分夹在极性橡胶分子链之间，它起了推开分子链的作用，进一步削弱了橡胶分子链间的作用力，从而使橡胶分子链的移动变得更容易，显示出可塑性增加。
软化增塑体系
第二节 软化增塑剂的分类及 常用品种的性能
教研室： 橡胶教研室 主讲人： Dabady 日 期： 2020/12/14
第二节 软化增塑剂的分类 及常用品种的性能
教研室：橡胶教研室 主讲人：Dabady 日 期：2020/12/14
1、软化增塑剂的分类 2.1、石油系软化(增塑)剂 2.2、煤焦油系软化(增塑)剂 2.3、松油系软化(增塑)剂 2.4、脂肪油系软化(增塑)剂 2.5、酯类增塑剂 2.6、低聚物
性能
石蜡烃油与二烯类橡胶的混溶性一般，与极性橡胶的混溶性差， 与低不饱和的丁基、三元乙丙橡胶的混溶性好，有利于压出操 作，能改善硫化胶的生热、弹性和耐寒性能，不变色性和不污 染性好；
石蜡油
环烷烃油
教研室：橡胶教研室 主讲人：Dabady 日 期：2020/12/14
概念 性能
把环烷烃的碳原子数为30～45％者称为环烷烃油； 介于石蜡烃油和芳香烃油之间；
煤焦油系
煤焦油、古马隆树脂 煤沥青、RX-80树脂
软化（增塑）剂
动植物油系
脂肪油系
脂肪酸：硬脂酸、油酸、蓖麻酸、月桂酸等 脂肪油：柿子油、亚麻仁油等植物油及植物油热炼的聚合油等 油膏：黑油膏、白油膏
松油系
松焦油、松香 萜烯树脂、妥尔油等
合成物系
酯类化合物
苯二甲酸二酯类：如DBP、DOP等 脂肪二元酸二酯类：如DOS等 脂肪酸酯类：油酸丁酯等 磷酸酯类：如TCP等 聚酯类
主要成分
主要是由芳香烃类、环烷烃类和链烷烃类三者构成的复杂化合物 和混合物，此外还含有链烯烃以及少量的氧、氮、硫等元素与烃 形成的各种杂环化合物或取代物；
使用性能
链烷烃油
环烷烃油
芳香烃油
第五章填充剂与软化剂
第五章填充剂及橡胶的补强在橡胶工业中，填充剂的使用极为广泛，用量大，绝大多数的橡胶制品中都会含有大量的填充剂。
填充剂可大致分为活性填充剂和非活性填充剂。
活性填充剂又叫补强剂，它能显著提高硫化胶的耐磨性、拉伸强度、定伸应力、撕裂强度等性能，如炭黑、白炭黑等。
表5-1为炭黑对几种橡胶的补强效果。
非活性填充剂又称惰性填充剂，其主要作用是节约生胶、降低成本或改善加工工艺性能，如碳酸钙、陶土、碳酸镁、滑石粉等。
最主要的补强填充剂。
尤其是非自补强性合成橡胶如丁苯橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶等，需加入炭黑才能获得满意的力学强度。
目前，炭黑的消耗量约为生胶消耗量的50%左右。
橡胶工业用炭黑点炭黑总产量的90%以上。
因此，炭黑在橡胶工业中占有重要的地位。
本章着重介绍炭黑。
第一节炭黑的分类与命名工业炭黑是由烃类经高温不完全燃烧而制得的具有高度分散性的黑色粉末。
炭黑品种繁多，可按制造方法或按用途及补强性能分类。
1、按制造方法分类按制造方法可将炭黑分为三类，即接触法炭黑、炉法炭黑和热解法炭黑。
各类的主要品种如表5-2所示。
表5－2 炭黑品种分类2、按用途及补强效果分类按用途可将炭黑分为三类，即橡胶用炭黑、色素炭黑和导电炭黑。
而橡胶用炭黑，视其补强效果又有硬质、半硬质及软质炭黑之分。
补强性能高的炭黑统称为硬质炭黑或补强型炭黑。
这种炭黑与橡胶作用的活性高。
粒子细、比表面积大。
硫化胶的强度高，且耐磨耗，常用于胎面胶及运输带覆盖胶中。
此类包括有接触法炭黑的全部品种和油炉法炭黑中的超耐磨、中超耐磨和高耐磨类炭黑等。
有中等补强性能的炭黑称为半硬质炭黑或半补强型炭黑。
这类炭黑的粒子比较大，有一定的补强效能、弹性良好，较柔软，生热量低，多用于胎面体胶、胶管夹布胶、运输带内层胶、内胎、水胎、胶鞋以及压出制品中，该类包括油炉法炭黑中的快压出，通用、半补强炭黑以及气炉半补强炭黑等品种。
补强性很弱的炭黑称为软质炭黑或非补强型炭黑。
它们的粒子粗，活性差，胶料门尼粘度低，硫化胶硬度低，因此在橡胶中可大量填充，作为优质填充剂使用。
轮胎厂用橡胶材料介绍(内部资料)
轮胎厂用橡胶材料介绍（内部资料）第一节橡胶及其代用品一．天然胶天然胶：指从天然生长的植物上直接采集到的，通过简单加工形成的橡胶。
天然胶没有一定的熔点，加热慢慢软化，在130140℃时完全软化，在160℃时变成粘流体，在不加塑解剂的情况下，200℃开始分解，加入塑解剂后，分解温度有所提前，大约在180℃左右。
在常温下开然胶富有弹性，温度降低则逐渐变硬，低至0℃时，弹性大大减少；继续冷却到-70℃以下时则变成脆性物质受冷冻的天然橡胶加热到常温，可恢复弹性。
我厂常用的天然胶有两种：一是烟片胶，二是标胶。
烟片胶为棕黄色片状，常被打成110kg一个的大包，标胶是标准橡胶的简称，是通过造粒后压紧成40kg一块的块状，1#标胶一般为黄色块状，2#标胶由于有杂质而显综黄色或黑色。
天然胶具有良好的综合性能，如：拉伸强力高，弹性大，伸长率高，耐磨性和耐疲劳性好，生热低等，而且其加工性能好。
二．合成胶合成胶：指通过人工用化学的方法合成的橡胶。
我厂常用的合成胶有松香丁苯胶、充油丁苯胶、顺丁胶等三种。
松香丁苯胶是黄色或红褐色、表面光滑块状橡胶，化学代号为SBR1500或SBR1502；充油丁苯橡胶是黑色、表面光滑块状橡胶，化学代号SBR1712；顺丁胶是白色、表面光滑块状橡胶，代号为BR9000。
丁苯胶具有良好的耐热性和耐老化性能，但其生热大，在加工过程中收缩性大；顺丁胶具有良好的弹性、耐寒性、耐磨性和动态性能，但其加工性能差，粘着性、抗撕裂性和抗湿滑性不佳。
三．再生胶再生胶：是指废旧硫化橡胶经过粉碎、加热、机械处理等物理化学过程，使其从弹性状态变成具有塑性和粘性的能够再硫化的橡胶，简称再生胶。
是黑色、表面粗糙的块状橡胶。
再生胶的物理机械性能较低，主要是用来降低成本，增大填充量，用于部分替代天然胶和合成胶。
再生胶具有优越的耐老化性能、流动性好（易于挤出和压延），但物理机械性能差，可塑性不稳定。
第二节常用的八大配合剂常用的八大配合剂是指：硫化剂、硫化促进剂、硫化活性剂、防焦剂、防老剂、补强填充剂、软化增塑剂和其他配合剂。
《增塑剂种类及性质》课件
增塑剂作用
改善塑料的加工性能
降低塑料的硬度
增塑剂可以降低塑料的熔融温度和粘 度，使其易于加工成型。
增塑剂可以降低塑料的硬度，使其更 柔软，手感更舒适。
提高塑料的柔韧性
增塑剂可以使塑料变软，增强其柔韧 性和弹性，使其不易脆断。
增塑剂分类
按化学结构分类
根据增塑剂的化学结构，可以分 为苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸 酯类、脂肪族磷酸酯类、含氯类 等。
含氯化合物类
氯化石蜡
具有良好的阻燃性和电绝缘性，常用 于需要防火和绝缘要求的塑料制品。
三氯乙烯
具有溶解能力强和低毒性的特点，可 用于清洗和稀释其他增塑剂。
03
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增塑剂性质
相容性
相容性是指增塑剂与聚合物之间的相 互作用程度，决定了增塑剂在聚合物 中的分散程度和稳定性。
相容性主要受增塑剂和聚合物之间的 极性差异、分子结构相似性、界面张 力等因素影响。
《增塑剂种类及性质》 ppt课件
CATALOGUE
目 录
• 增塑剂简介 • 常见增塑剂种类 • 增塑剂性质 • 增塑剂应用 • 增塑剂发展前景
01
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增塑剂简介
增塑剂定义
增塑剂是一种添加到塑料中，降低塑料的硬度和脆性，增强其柔韧性、弹性和加 工性能的助剂。
增塑剂通常为小分子化合物，具有极性和非极性基团，能够与塑料聚合物分子相 互作用，降低其结晶度和分子间作用力，从而改善塑料的柔韧性和加工性能。
通过添加不同种类的增塑剂，可以调 节塑料的硬度、弹性、耐候性、电性 能等特性，以满足不同应用需求。
橡胶工业
橡胶软化
增塑剂可以作为橡胶的软化剂，提高橡胶的柔韧性和可塑性，使橡胶易于加工和使用。
橡胶增塑原理概述
橡胶增塑原理概述一．橡胶增塑的方法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。
二、作用机理1.软化剂（对非极性橡胶）的作用增塑剂的加入会降低橡胶的玻璃化温度Tg，Tg下降值与增塑剂的体积分数有直接关系：ΔTg=kφ1k-常数；φ1—增塑剂的体积分数2.增塑剂（对极性橡胶）的作用ΔTg=knk—与增塑剂性质有关的常数；n—增塑剂的摩尔数。
三、判断互溶性的基本原则1.溶解度参数相近相溶溶解度参数δ（简称S.P.）是表示物质互溶能力的参数，可表示物质极性的大小。
吉布斯自由能ΔG=ΔH-TΔS若ΔG<0，溶解能自发进行，相容性好。
溶解焓变：υ1、υ2—橡胶、增塑剂的体积分数δ1、δ2—橡胶、增塑剂的溶解度参数一般来说：（δ1－δ2）→0时，互溶性最好；（δ1－δ2）<1.2时，能互溶2.相似相溶或同类相溶即结构相似的物质能够相溶。
这即是“同类相溶”原理3.溶剂化效应（1）概念：由于软化剂和增塑剂分子与橡胶分子之间产生分子间吸引力，而引起橡胶分子链分离的作用。
（2）两种物质间产生溶剂化的条件①两者之间能形成氢键②两者之间能产生亲电亲核作用三、溶剂型与非溶剂型软化增塑剂1.溶剂型软化剂、增塑剂（能与橡胶产生溶剂化作用）如芳烃油、松焦油古马隆、酯类等;2.非溶剂型软化剂、增塑剂如链烷油、石蜡凡士林、油膏、机油等.增塑剂的选择一、与橡胶的互溶性互溶性是衡量增塑剂对橡胶增塑能力的标志。
二、对胶料加工性能的影响1.对填料分散的影响一般来说，与橡胶互溶性好的软化、增塑剂对橡胶的增塑作用大，易使填料分散均匀。
2.对胶料粘着性的影响一般来说，与橡胶互溶性好的软化增塑剂，其加工性能好，粘着性也好。
3.对于压延、挤出工艺应选与橡胶互溶性较小，增塑效果适中，增粘作用小的软化增塑剂。
三、对硫化胶物机性能和老化性能的影响四、对橡胶的污染性五、对制品成本的影响本章思考题：1、软化剂、增塑剂的作用及品种类型。
第五章 软化增塑体系PPT课件
混第五合章与：混软炼化工增艺塑
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 △S1＞0；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：△S2＜0，故一般是| △S1 |＞| △S2 |。
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，所以，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△H＜0，溶解过程 则愈易自动进行。这是因为内聚能密度相近，意味溶质与 溶剂两种分子结构相似，较易互相溶解。
混第五合章与：混软炼化工增艺塑
各种橡胶和增塑剂的S，P值如下表所示。
混第五合章与：混软炼化工增艺塑
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， 未硫化天然橡胶近于非极性，它能很好地溶于汽油、苯、 甲苯等非极性溶剂中；聚乙烯醇弹性体是极性的，它能 溶于水和乙醇中。
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250℃)，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。
混第五合章与：混软炼化工增艺塑
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 是通过互相溶解或渗透，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
第五章 软化增塑体系汇总
混第五合章与：混软炼化工增艺塑
各种橡胶和增塑剂的S，P值如下表所示。
混第五合章与：混软炼化工增艺塑
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， 未硫化天然橡胶近于非极性，它能很好地溶于汽油、苯、 甲苯等非极性溶剂中；聚乙烯醇弹性体是极性的，它能 溶于水和乙醇中。
△H＝0，是理想溶液，即无热效应，说明分子间没有变 化，则 △V＝0；△H＜0 ，表示热焓为负值，溶解过程是 放热反应。总之，当△S＞0、 △H＜0时，才能满足△F＜ 0的条件，此时溶解过程能顺利进行，若△F＞0，则系统 互溶性很差，而△F＝0只能产生最大溶胀。
混第五合章与：混软炼化工增艺塑
二、橡胶的软化与增塑原理
混第五合章与：混软炼化工增艺塑
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 △S1＞0；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：△S2＜0，故一般是| △S1 |＞| △S2 |。
当T△S ＞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。
混第五合章与：混软炼化工增艺塑
混第五合章与：混软炼化工增艺塑
epdm密炼工艺配方
EPDM（三元乙丙橡胶）的密炼工艺配方通常涉及多个方面，包括生胶的选择、硫化体系、填充增强剂、软化增塑剂以及其他配合剂等。
以下是一些关键点：
1. 生胶选择：生胶是EPDM配方的基础，其选择至关重要。
主要考虑因素包括第三单体类型（如ENB或DCPD）、丙烯含量、门尼粘度和充油量。
这些特性决定了EPDM的硫化速度、压缩变形等性能。
2. 硫化体系：EPDM可以使用硫黄硫化或过氧化物硫化体系。
硫黄硫化工艺加工性能较好，物理性能好，成本低。
过氧化物硫化则可以提供更好的耐热性和耐候性。
3. 填充增强剂：常用的填充剂包括炭黑和白色填料，如钛白粉、滑石粉、碳酸钙等。
这些填充剂可以改善胶料的机械性能和加工性能。
4. 软化增塑剂：增塑剂可以改善EPDM的加工性能和柔韧性，但需适量使用以避免影响胶料的物理机械性能。
5. 其他配合剂：例如硬脂酸可以提高胶料的加工性能和表面光洁度；氧化钙作为吸湿剂，有助于保持胶料的稳定性。
6. 粘合力提升：为了提高EPDM与其他材料的粘合力，可以添加增粘剂或使用特殊的粘合体系。
7. 混炼工艺控制：在密炼机中进行混炼时，需要注意控制加入硫磺、促进剂的初始温度，排料温度以及混炼时间，以防止焦烧现象的发生。
8. 压延和压出：在压延和压出过程中，需要控制适当的速度和温度，以确保产品的表面质量和尺寸稳定性。
综上所述，EPDM的密炼工艺配方是一个复杂的过程，需要根据最终产品的性能要求和加工工艺的特点来综合考虑各种因素。
在实际操作中，可能还需要根据生产设备的实际情况和原材料的特性进行相应的调整。
橡胶软化剂和增塑剂及使用原则
橡胶软化剂和增塑剂及使用原则
橡胶软化剂和增塑剂是两种在橡胶制品生产中常用的添加剂，能够改善橡胶的柔软性、延展性和可加工性。
橡胶软化剂通常是有机化合物，能够与橡胶产生物理或化学相互作用，从而改变橡胶的分子链结构，使其变得更加柔软和易变形。
增塑剂是一类片状非金属材料，能够增加橡胶的韧性、扩散性和可用面积，使其易于加工和成型。
使用原则：
1.合理选择：根据不同的橡胶种类和产品要求，选择适合的橡胶软化剂和增塑剂。
一般应考虑产品的强度、硬度、弹性以及其它相关性能，选择合适的添加剂。
2.合理配比：需要合理控制橡胶软化剂和增塑剂的掺量和配比，以确保橡胶制品的性能和质量。
掺入过量的添加剂可能会导致安全隐患，还会引起橡胶制品老化和性能下降。
3.稳定性：橡胶软化剂和增塑剂的稳定性对产品的使用寿命和安全性有重要影响。
选择具有良好稳定性的添加剂，并在产品生产过程中采取适当的措施，避免添加剂的挥发、分解、溢出等现象。
4.安全性：橡胶软化剂和增塑剂应符合国家相关的安全标准和要求。
在使用过程中，应加强安全宣传和培训，提高工作人员的安全意识和操作技能，预防事故的发生。
5.环境友好：在选择橡胶软化剂和增塑剂时，应尽量选择环境友好的产品。
避免使用对人身健康和环境产生危害的添加剂，减少对环境的污染和破坏。
在橡胶制品生产中，橡胶软化剂和增塑剂的选择和使用是非常重要的
环节。
只有合理选择添加剂，并根据生产要求控制好添加剂的掺量和配比，才能保证橡胶制品的性能和质量，并确保产品的安全和环保。
橡胶软化剂和增塑剂及使用原则
橡胶软化剂和增塑剂及使用原则橡胶工业用软化剂－通常指脂肪烃油、环烷油、芳香烃油、机油、白油等，均无官能团结构，在机械和热作用下，只起到对橡胶的润、扩散、溶胀、松懈橡胶整个分子并使之发生移动。
如果用增塑理论解释，软化剂只起到分子外增塑作用，或物理增塑剂。
橡胶工业用增塑剂通常指脂肪酸、饱和或不饱和脂肪酸酯或锌皂、镁皂、钙皂等。
都含有极性基，并通过其极性力作用，包封橡胶分子链的极性链端，或改变橡胶分子侧链链端的极性力，使橡胶分子得到稳定，起到降低橡胶分子链的相互作用，提高分子的相互移动能力，最终改善胶料的流动性。
这种通过极性基的化学作用来改善弹性体的塑性，常称为分子内增塑作用。
对于脂肪酸或其他酯或其皂，除了内增塑作用外，因大分子的脂肪酸基与橡胶有良好的相容性，因此也具有物理增塑作用，或外增塑作用。
一种理想的橡胶增塑剂应具备以下条件：①与橡胶等原材料的相容性好；②对硫化胶或热塑性弹性体等产品的物理性能无不良影响；③充油和加工过程中挥发性小；④在用乳聚工艺合成的充油橡胶生产中应具有良好的乳化性能；⑤在生胶混炼过程中应使其具有良好的加工性、操作性及润滑性；⑥环保、无污染；⑦具有良好的光、热稳定性；⑧质量稳定，来源充足，价格适中。
当然，十全十美的理想橡胶增塑剂是没有的。
橡胶增塑剂生产厂通常按照用户的要求，有针对性地选择原料，重点解决用户所关心的主要性能指标，同时还提供系列产品供用户选择。
生胶、助剂、橡胶配合与加工共同组成了橡胶及其制品的生产过程。
橡胶增塑剂作为橡胶的增塑体系，在橡胶的配合与加工过程中应用得越来越广泛，是橡胶行业中仅次于生胶和炭黑的第三大材料。
橡胶增塑剂关键的特性是它们各自所表现的与橡胶的相容性和稳定性，相对而言，三大类橡胶增塑剂的优缺点如下。
(1)石蜡基橡胶增塑剂的抗氧化性和光稳定性较好，但相容性和低温性相对较差，因此在很多应用场合，由于石蜡基橡胶增塑剂与橡胶的相容性较差，无法提供良好的加工性能。
高分子加工助剂第五章(增塑剂).
(2)、诱导力： 当一个具有固有偶极的分子在相邻的一个非极 性分子中，诱导出一个诱导偶极时，诱导偶极和 固有偶极之间的分子引力称为诱导力。对于芳香 族化合物，因为π电子能高度极化，所以诱导力 特别强。 (3)、取向力： 当极性分子相互靠近时，由于固有偶极的取向， 从而引起分子间产生一种作用力，通常称为取向 力。酯类增塑剂与PVC的相互作用就是一个代表性 的例子。
第五章 增塑剂
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 增塑剂的增塑原理 增塑剂的基本性能 增塑剂的品种及用途 增塑剂的生产
第一节 概述
增塑剂是加进塑料体系中增加塑性同时又不影 响聚合物本质特性的物质。 增塑剂的主要作用 : 削弱聚合物分子间的范德 华力，增加聚合物分子链的移动性，降低聚合物 分子链的结晶性，亦即增加塑料的塑性。 塑料的伸长率、曲挠性和柔韧性都得到提高， 而硬度、模量、软化温度和脆化温度都下降。 增塑剂分为内增塑剂和外增塑剂。
增塑PVC二级转变温度区域与增塑剂（DOP）含量的关系
(2)、模量 塑化效率也可以用模量和阻尼来表示。测定模 量和阻尼的方法很多，最简单的是扭摆法。 剪切模量（G）可以用下式计算：
38527.9 104 L I G （Pa） 3 2 CD P
式中：L：试样长(cm)； C：试样宽(cm)； D：试样厚(cm)； P：振动周期(s)； I：系统开始摆动的一瞬间的惯性； μ：试样的形状因素，为C/D的函数。
2使混合物变软加工工艺变良好使混合物变软加工工艺变良好增塑剂的加入大分子间的距离增大相互作增塑剂的加入大分子间的距离增大相互作用力下降材料的用力下降材料的tgtftm降低降低流动性提高加工性变好流动性提高加工性变好3制品在常温下变柔软制品在常温下变柔软因为制品的因为制品的tg下降而在常温下表现为软质下降而在常温下表现为软质4制品的耐寒性增加制品的耐寒性增加表现在材料的表现在材料的tg和脆性温度和脆性温度tb下降下降tb
高分子材料设计之软化及增塑体系
第二亲酸物：为不饱和度低些的芳香族化合物，与橡胶 相容性好，但对硫化无影响，是非污染性的。 饱和烃：为各种饱和物质的混合物，主要适用于IIR饱 和橡胶，与不饱和橡胶以及极性强的橡胶相容性较差， 但有利于压延挤出。
3．对软化增塑剂的要求 与橡胶相容性好，增塑效果大、用量少、速度快；
对于橡胶的使用性能没明显的不良影响；
低的污染性（staining）、迁移性(migration)、挥 发性(volatility)、毒性(toxicity)、抽出性
(leaching)；
价廉易得。
4．使用物理增塑剂的目的 使生胶软化，增加可塑性，便于加工，减小动力消耗；
1．古马隆树脂（coumarone resins）
a. 分类
古马隆树脂是苯并呋喃（氧茚）与茚的共聚物。 液体作软化剂和粘着剂及再生胶的再生剂(SBR除外)，软 化点5~35℃。 固体作软化剂和补强剂，因聚合度不同，M不同，有不同 软化点 60~80℃ 、 60~100℃ 。 我国品种: 80#古马隆树脂和100#古马隆树脂
NR（δ：7.9-8.1）能与DBP（δ=9.4）很好互溶。
O
C ‖ CδO 对于饱和橡胶，由于不含双键，所以一般无局部链段的溶 δ＋ C
剂化作用。
软化增塑剂分：
溶剂型软化增塑剂（能产生溶剂化作用）：与橡胶互溶
性大，增塑效果大，硫化不易喷出，但用量大，易导致 橡胶产生溶解。
非溶剂型软化增塑剂：与橡胶互溶性差，增塑效果小，
3．操作油对橡胶性能的影响：
对胶料门尼粘度的影响：使粘度降低。芳香烃影响最大， 环烷类次之，链烷类最小。 对混炼的影响：加入适量的油可使混炼分散性↑，影响同 上。 对压出的影响：配有适量油可使胶料软化，挤出速度↑， 得到表面光滑的半成品。通常，分子量低、粘度小，则挤 出速度快。
橡胶的软化与增塑体系
橡胶的软化与增塑体系在橡胶加工过程中一般都需要加入10-30份重量的软化剂或增塑剂，通常是一种能使胶料具有一定柔软性的低分子物质。
它们除了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的分散和降低温度外，还降低了橡胶的粘流温度及玻璃化温度，提高橡胶制品的耐低温性能。
- 中国橡胶网,橡胶技术交流会,橡胶论坛,橡胶技术论坛,橡胶配方,橡胶培训班！. n# x* w8 a* i% W: a从最终效果都是增大胶料柔软性这一点来看，软化剂与增塑剂起到相同的效果，从应用范围来看，两都有很大的差别。
软化剂多来源于天然物质，常用于非极性橡胶。
而增塑剂多为合成产品主要应用于某些极性合成橡胶或塑料中，它多属于难挥发物质，在天然橡胶等通用橡胶中很少使用，因而它与软化剂有着不同极性的化学物质。
在胶料中加入化学塑解剂与加入增塑剂或软化剂作用本质上是不同的，前者是通过化学反应，使橡胶大分子断链，降低橡胶分子量，增大生胶的可塑性，塑解剂起着促进橡胶分子断裂作用，这种增塑方法称为化学增塑法。
后者是通过互相溶解或渗透，软化剂或增塑剂分子物进入到橡胶分子内，增大橡胶分子间的距离，减弱大分子间的作用力（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。
+ w8 I- F( a" C. @" N" U橡胶是一种高粘度的弹性体，在低分子软化剂或增塑剂作用时，首先出现溶胀现象，然后才能互相混溶。
溶胀时低分子物质渗入到橡胶分子之间，降低了橡胶分子间相互作用力，结果降低了橡胶的玻璃化温度，改善了耐寒性。
橡胶与软化剂的相溶性与它们的内聚能密度大小可溶解度参数（S.P.）有关，两者内聚能密度差值愈小即S.P.值相近时，溶解过程则愈易自动进行，也意味着溶质与溶剂两分子结构相似，较易互相溶解。
各种物质的S.P.值与物质的某些性质，如，极性有关。
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如：芳香烃油，松焦油，古马隆树脂，合成酯类等
非溶剂型(润滑型) －不能产生溶剂化作用的软化增塑剂 如：石蜡烃油，石蜡，凡士林，机油等
§5-2
2.增塑机理 ⑴非极性增塑剂对非极性高聚物 的软化增塑作用－稀释隔离作用
增塑机理
Tg =kφ增塑剂体积
如天然胶与植物油 顺丁胶与石蜡油 ⑵极性增塑剂对极性高聚物 的软化增塑作用－极性屏蔽作用
Tg =kn n增塑剂摩尔数
如丁腈胶，聚氯乙烯树脂与DBP
§5-3 石油系软化剂
1.来源：石油炼制产品或副产品 2.品种 操作油（加工油）：芳香烃油，环烷烃油，链烷烃油（石蜡烃油） 通用品种：机械油（机油），工业凡士林，石蜡，沥青，线油，重油， 石油树脂等 3.操作油的主要成分与性能特征 ⑴主要成分 芳香烃CA，环烷烃CN ，链烷烃CP 和少量O，S，N与烃形成 的杂环化合物或取代物。
第五章 软化增塑体系
复习提问： 1.哪些类型的填充补强剂加入胶料中需要添加高活性 液体活性剂？为什么？ 2.透明橡胶制品配方中应该加入何种填充剂？ 3.硅橡胶配方为什么不需加入补强剂？ 4.偶联剂及表面处理剂对提高补强效果有何影响？
5.现代配方中加入均匀剂有什么作用？
第五章 软化增塑体系
任务安排： 分别对几个项目提出软化增塑剂的品种选择： 项目一：轮胎的胎面胶 项目二：轮胎胎体帘布胶 项目三：骨架油封 项目四：汽车门窗密封胶条
环烷烃油
适合于乙丙胶、丁基胶。
石蜡油
§5-3 石油系软化剂
4.操作油的物理性质与性能特征 ⑴相对密度 ⑵粘度 ⑶闪点 ⑷苯胺点 ⑸初沸点，凝固点等
§5-3 石油系软化剂
5.通用石油系软化剂 ⑴机油
制造：Байду номын сангаас
石油的润滑油馏分经脱蜡（酸碱处理），再经白土接触处理而得 成份： C16-20的饱和烷烃组成 性状： 棕褐色油状液体 相对密度0.91-0.93
§5-1 概述
5.软化增塑剂分类 软化剂：天然的，非极性橡胶，如凡士林，石蜡，松焦油，古马隆等 增塑剂：合成的，极性橡胶或树脂，如DOP，DBP等
⑴按来源分
石油系，煤焦油系，松油系，脂肪油系，合成系，液体聚合物 矿物质系、动植物系、合成系 ⑵按用量分
操作油：加工时加入，工艺性
填充油：合成时加入，经济性 ⑶按粘着性 增粘型 如古马隆，松焦油，松香，沥青等 润滑型 如凡士林，石蜡，机油等 ⑷作用方式 物理增塑剂 化学增塑剂(塑解剂)
⑵合成时充油(充油胶)和引入柔性成分（内增塑）
⑶加工时塑炼(机械力和热氧作用下降低分子量) ⑷配合时加软化增塑剂 2.增塑目的
⑴提高可塑性(生胶软化，塑性增加)
⑵提高填料分散程度(湿润粉状配合剂) ⑶改善工艺性能(增加自粘和互粘性，流动性增加) ⑷改善硫化胶的物理机械性能(制品柔软，耐寒)
⑸降低成本(大量填充时)
性能特点：a.润滑性增塑剂，工艺性能好 b.无污染 c.适用面广，特别适合于顺丁胶 d.一般用量5-15份，用量过多会喷出制品表面，附着力下降
§5-3 石油系软化剂
5.通用石油系软化剂 ⑵工业凡士林 制造：石油残油精制 成份：C18-22的液体和固体饱和烃组成 性状：淡褐色至深褐色膏状物 相对密度0.88-0.89 性能特点：a.润滑性增塑剂，压出性能好 b.污染小，一般用于浅色制品 c.能提高橡胶与金属间的结合力
油品种类
芳香烃油 CA ＞35% 环烷烃油 CN 30-45%
链烷烃油（石蜡烃油） CP ＞50%
§5-3 石油系软化剂
3.操作油的主要成分与性能特征 ⑵性能特征 芳香烃油 与橡胶相容性好，加工性能好，配合量高， 增粘，适合于天然橡胶和多种合成橡胶， 具有污染性，对胶料的物理性能有影响。 环烷烃油 性能介于两者之间 链烷烃油 与橡胶相容性差，加工性差，耐寒性好， （石蜡烃油）对胶料的性能影响小，污染性小，特别
3.软化增塑剂定义 4.增塑剂应具备的条件 5.增塑剂分类
§5-1 概 述
1.软化增塑 软化：由硬转软的变化，强调是物性的变化 增塑：增加塑性的过程，强调是工艺性的变化
本质上：分子间作用力下降（分子量下降、分子间距增加、分子的刚性下降或分子的柔顺增加）。
定义： 1.软化增塑方法 ⑴提高加工温度、增大作用力
1/ 2 2.67 3.69 （J/cm3）
1
判断
橡胶δ
：天然胶 丁腈胶
2
软化增塑剂δ
：凡士林 松焦油
DBP 助增塑剂
两种或两种以上增塑剂混合溶度参数 混合型溶剂：主增塑剂
m＝ ii
υ i是溶度参数为δ i体积分数
§5-2 增塑机理
1.增塑剂选择原则 ⑶溶剂化效应（补充） 概念：溶剂化是指高聚物分子链或链段与软化增塑剂分子间产生了强烈的 相互作用（形成氢键或产生亲电亲核作用），从而使链或链段间分离的作 用。 原则：能产生溶剂化作用的增塑剂易与高聚物相溶。 类别： 溶剂型(增塑型)－能产生溶剂化作用的软化增塑剂
d.影响硬度，拉伸强度
e.一般用量3-5份，有时会喷出 f.含有微晶蜡成分，具有物理防老剂作用
§5-2 增塑机理
1.增塑剂选择原则 ⑴极性相近（定性） 原则：极性高聚物选择极性增塑剂；非极性高聚物选择非极性增塑剂；极 性大的高聚物选择极性大的增塑剂。 ⑵溶解度参数(sp或δ )相近（定量） 概念：溶解度参数是单位体积内聚能（或内聚能密度）的开方值。单位为 (J/cm3)1/2,是分子间作用力大小的表征。 原则：1 2
项目五：塑胶跑道面层胶
项目六：硫化胶粉再生软化
第五章 软化增塑体系
§5-1 概述 §5-2 增塑机理 §5-3 石油系软化剂 §5-4 煤焦油系软化剂 §5-5 松油系软化剂 §5-6 脂肪油系软化剂
§5-7 合成酯类增塑剂
§5-8 橡胶塑解剂(塑炼部分详述)
§5-1 概述
1.软化增塑方法
2.增塑目的
硬质聚氯乙烯制品
§5-1 概 述
3.软化增塑剂定义 凡是能同高聚物很好混合，又能均匀分散在高聚内，缓和高聚物分 子间的结合力，使高聚物柔软，增加塑性，便于加工并能改善制品某些 性能的物质。 4.增塑剂应具备的条件 ⑴增塑效果大，用量少，吸收速度快 ⑵与橡胶混溶性好 ⑶挥发性小，不迁移，不抽出 ⑷无污染，无味，无毒 ⑸耐寒，耐水，耐溶剂，耐热，耐光，耐燃，耐菌等 ⑹价廉