反应性增塑剂概述与几种常用反应性增塑剂简介
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马来酸酯、富马酸酯和衣康酸酯
• 马来酸酯 (顺丁烯二酸酯) • 富马酸酯 (反丁烯二酸酯)
C OO R
C H
C O O R
C H
C O O R
C H COO R
CH
C CH 2 COOR COOR
• 衣康酸酯 (亚甲基丁二酸酯)
CH 2
马来酸酯、富马酸酯和衣康酸酯
• 用途
• 主要是作为高分子物质的单体、共聚单体和有机 合成的中间体。 • 在用于高分子化合物除单独聚合外,多数情况下 都是做内增塑剂,即作为共聚单体以使树脂改性, 增加塑性。所得的共聚体可做表面涂覆剂、纤维 及薄膜处理剂、合成润滑油以及添加剂、粘结剂、 离子交换树脂等。
内增塑剂与外增塑剂
• 外增塑剂 • 外增塑剂是一个低分子量的化合物或聚合物,把 它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。通常它们不与聚合物起化学反应,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。
反应性增塑剂概述与几种常用 反应性增塑剂简介
增塑剂定义:
• 增塑剂是一种加入到材料(塑料、橡胶或弹性体)中以改 进它们的加工性、可塑性、柔韧性、拉伸性的物质。加入 增塑剂可以降低熔体粘度、玻璃化转变温度和产品弹性模 量而不改变被增塑材料基本化学性质。 • 橡胶增塑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,并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。
液体丁腈橡胶(LNBR)
• 主要采用自由基机理聚合 • 常温下呈黏稠液体状态 • 数均分子量通常在10000以下
液体丁腈橡胶(LNBR)
• 用途: • 可用作增塑剂、胶粘剂和涂料 • 在固体火箭推进剂中作为胶黏剂使用。
液体丁腈橡胶(LNBR)
• • • • LBNR作为增塑剂,具有以下优点: 能有效降低橡胶的门尼粘度,改善其加工性能; 可延迟橡胶起始硫化而正硫化时间基本不变; 对橡胶拉伸强度影响较小,同时可改善橡胶耐压 缩性能; • 耐抽出性能高
液体聚异戊二烯橡胶(LIR)
• 用途
• 作为增塑剂,LIR可加入天然橡胶(NR)、顺丁 橡胶(BR)、异戊橡胶(IR)、丁苯橡胶(SBR,嵌段 或无规)、戊苯橡胶(SIR,嵌段或无规)、三元 乙丙橡胶等各类低极性橡胶中,有效降低橡胶的 门尼粘度,有利于混炼加工 。
液体聚异戊二烯橡胶(LIR)
• 优点: • 作为反应性增塑剂,LIR不迁移、挥发,也不会被 溶剂抽出,制品不产生收缩、变形、污染等现象。 • LIR LIR能节省混炼胶的能量消耗,提高挤出效率和挤 出物尺寸稳定性,改善挤出和压延胶料表面质量 及改善未硫化胶片的粘性。 • LIR增塑天然橡胶/顺丁橡胶体系与芳烃油增塑相 比,橡胶压缩疲劳生热和压缩永久变形低,滚动 阻力也低,有利于轮胎节能。
内增塑剂与外增塑剂
• 内增塑剂
• 内增塑剂实际上是聚合物的一部分,通过化学方 法改变了聚合物的结构从而达到增塑效果。 • 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。 • 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。
反应性增塑剂
• 专门应用于橡胶生产中的反应性增塑剂,主要是 一些低分子量的液体橡胶,只用于增塑某一种或 几种橡胶的特别增塑剂,以及近年来发展的生物 基增塑剂。
反应性增塑剂
• 液体橡胶增塑剂: • 液体聚异戊二烯(LIR) • 液体百度文库腈橡胶(LNBR)
液体聚异戊二烯橡胶(LIR)
• 由异戊二烯与阴离子活性聚合构成 • 玻璃化转化温度Tg为63℃ • 常温下为无色无味粘稠性透明液体
作用机理——
• 增塑剂的作用机理是增塑剂分子插入到聚合物分 子链之间,削弱了聚合物分子链间的应力,结果增加 了聚合物分子链的移动性、降低了聚合物分子链 的结晶度,从而使聚合物的塑性增加。
橡胶增塑剂的作用——
• 改善橡胶的加工工艺性能:降低分子间作用力, 使配合剂与生胶分散均匀,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。 • 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。 • 降低成本:价格低、耗能省。
生物基反应性增塑剂
• 大豆油增塑EPDM: • 有效降低胶料门尼粘度、表观粘度,改善胶料加 工性能; • 大豆油对EPDM的增塑机理符合反应性增塑剂的 增塑机理,大豆油在胶料中一部分产生了自聚, 一部分与EPDM第三组分反应,接到了橡胶的分 子链段上。当交联剂含量达到一定量(6份以上)时 几乎不会被有机溶剂抽出
烯丙基酯
• 烯丙基酯系由丙烯醇与多元酸制得。 • 常用的多元酸有邻苯二甲酸、间苯二甲酸、顺丁 烯二酸、氰尿酸、异氰尿酸、磷酸等。 • 最常用的一种是邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)
邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)
结构式
O C C O C H 2C H O C H 2C H
CH2 CH2
O
邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)
• 用途:
• 用于制备邻苯二甲酸二异丙酯树脂、不饱和聚酯 树脂的交联剂、纤维素酯的增强剂,可供不加抑 制剂即自行聚合的树脂类作为增塑剂。
甲基丙烯酸酯改善顺丁二烯橡胶性能
• 用甲基丙烯酸C7~C12烷基酯增塑顺丁二烯橡胶, 可改善橡胶的加工性,延长耐老化性 ,抗疲劳强 度,同时不影响橡胶的耐寒性。 • C7~C9烷基酯对改善该橡胶的加工性能最好, C10~C12烷基酯对改善疲劳强度最好。而这六种 烷基酯中,甲基丙烯庚酯增塑能力最强。
反应性增塑剂
• 增塑剂因分子中含有可反应的活性自由基,在加 入到基体中时可与基体以化学键结合在基体分子 上,或者与聚合物分子相互交联形成团状结构, 或者本身在一定条件下自行聚合,并与基体缠结 在一起,最后形成一个统一的整体,从而使基体 改性的增塑剂都可以称作是反应性增塑剂。
反应性增塑剂
• 用于塑料、橡胶、树脂等多种聚合体的增塑剂主 要有: • 丙烯酸(甲基丙烯酸)酯 • 马来酸酯、富马酸酯和衣康酸酯 • 烯丙基酯
丙烯酸(甲基丙烯酸)酯
CH2=CHCOO(CH2)XOOCCH=CH2
CH2
C
C O O (C H 2 ) X O O C
C
CH2
CH3
CH3
X=1~12
丙烯酸(甲基丙烯酸)酯
• 用途:
• 丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯是有机合成的中间体及 高分子的单体,可与多种化合物聚合或共聚,形 成不同的独特性能的聚合体。 • 用于加工成包装用片材、容器以及一些建筑材料。 • 用于聚氯乙烯的涂层材料、树脂及橡胶的交联剂、 胶粘剂和共聚物改性剂等。
生物基反应性增塑剂
• 大豆油增塑三元乙丙橡胶(EPDM)
生物基反应性增塑剂
• 大豆油取自大豆种子,是世界上产量最多的油脂。 • 大豆油主要成分:棕榈酸7-10%,硬脂酸2-5%, 花生酸1-3%,油酸22-30%,亚油酸50-60,亚麻 油酸5-9%。
生物基反应性增塑剂
• 优点: • 与石蜡油、芳烃油、环烷油等传统的橡胶增塑剂 相比。大豆油具有无毒、环保、耐油、耐抽出稳 定性好、挥发度低等特点; • 大豆油自身含有大量双键,可以在硫化过程中发 生自聚、也可以在胶料硫化交联过程当中起到反 应性增塑剂的效果。