加工助剂应用技术

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ＥＰｌ）Ｍ混炼腔组成：炭黑（ＦＥＦ．ｓＫＦ），陶土，礁醋酸， 氧化钟．增塑刑５
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世界橡胶工业
２００】
滑是比较用难的，但脂肪酸金属盐类润滑剂对 挤出机等会属表而的润滑作用较大，因此可认 为它是以外部润滑作用为｛的润滑剂。
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ＤＢＰ
脂肪酸臻 硬脂陵辞
配方：丁腈椽胶ｌｏｏ；炭黑５０；增塑剂１）ｕＰ ｊ：加工动刺 ５
图ｌ润滑剂对腔料压出性能的作用效果 裹２氯丁橡胶特殊口型压出性能
理剂的作用机理也与此雷同。 图２是添加分散荆（工穸天卜７Ｉ。２）的胶
料用７５ ｎ·Ｉ密炼机混炼后制成的薄胶片娩微镜 照片。由照片可见，炭黑在含有３份分散剂（Ｌ一 ２）的皎料中，３分散效果明显。此外，脂肪酸酯 类分散剂（ｘ｝尹夕｜、 ，卜ｗＢ２１２）单独使用 或与环烷烃操作油井用．其分散性均比单纯使 用操作油的要高（见表３）。
２按加工助剂的化学成分分类
商品化加工助剂超过１００种。以下分别按
其成分一介绍。
２．１ 高级脂肪酸（ＲｃＯＯＨ） 在高级脂肪酸中．硬脂酸用作加工助剂的
历史最长，它不仅作为硫化助促进剂使用，而且 还可用作溜滑剂、分散剂、抗炭黑凝结剂，是橡 胶配合中不可缺少的助剂。
已商品化的品种是几种脂肪酸的混合物 （主要为硬脂酸、软脂酸）。实际上，鉴于对橡胶 硫化性能的影响．除硬脂酸之外，其它脂肪酸基 本上不用。 ２．２脂肪酸金属盐［（ＲＣｏｏ）Ｍｅ］
３加工助剂的作用
加工助剂按其功能可分为润滑剂、分散剂、 增塑剂、防焦剂、防粘剂和均化剂等。下面分别 对其概述。 ３．１润滑剂
润滑剂的主要作用是，改善橡胶及其胶料 在加压下的流动性，以提高压出、注射工艺的操 作敬率，或者降低半成品不合格率。图ｌ为用流 动性指标（定负荷）表示的丁腈橡胶混炼胶挤出 实例。由图１可见。润滑剂的效果比普通增塑剂 ＤＢＰ（邻苯二ｑ｜酸＿二丁酯）的优越，而脂肪酸锌 的效果又比脂肪酸酯优异。
烃类加工助剂主要有石蜡、精白蜡和凡ｊ： 林等。前两者用作抗臭氧刺的效果要比用作润 滑的效果好。该类加工助荆的外部润滑作用要 比内部润滑竹＋用的效果硅著，可提高胶料的压
第２８卷第３期
加工助荆应用技术
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出、注射等加工性能。但应控制用昼以免引起喷 霜。 ２．６复合型加工助剂
２．１～２．５分刖对不同成分的加工助剂进 行了介绍，但通常的商品化产品往往是由二种 或二种以上成分组成的复合型加工助剂，如脂 肪酸／石蜡复合物、脂肪黢／脂肪酸金属盐／百蜡 复合物等。该复合型加工助剂除ｒ含主要成分 补，从考虑揉作这一点出发还常常包含有填料。 含有二种或二种以ｒ成分的复合型加Ｊ二助制． 虽可认为它有加和性．但实际上其协同效果并 不太大。表ｌ为主要加１＝助剂一览表。
ｃＲ棍椿肢组啦：炭黑（ＦＥＦ，ｓＲＦ、，嘲土，硬酯酸．氧化 许．氧化镁．增塑刑３
ＮＲ混炼胶组成；炭黑（ＩＩＡＦ）．钒化锌硬酯酸，增塑剂５ 图３工夕工｝，系列增塑剂对不同混炼胶的 增塑效果
Ｋ ｌ 离分子脂肪酸酯与不溶性填料舶混合物；Ｋ ５ 高分子脂昕酸酯｝Ｌ ２一特种高级小饱和脂肪醢锌盐； １—７特种高级脂肪酸盒届盐与酯的混台物
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脂肪酸酰胺
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化学名称 特种酯娄石蜡 高分于脂肪酸酯与不溶忭填料混合物 高分于脂肪酸酯 高分于脂肪酸酯与中等衍忭域料的混合物 高级Ｂ日肪醴酯 特种脂畴酸酯
脂肪酸酯 高级脂肪酸酯与情性无机填料的混台物
特种高级不饱和脂肪酸锌盐 特种高缝脂胁酸金属盐和酯的混合物
戚样编号 １号烟片
８０
８０
二元乙丙橡胶ｔＦＰｎＭ）
卜脂肪酰胺；２脂肪酸；３脂肪酸酯； ４石蝤；５橱｝脂｝６脂胁酸金属盐；７一空门
图４为丁苯橡胶炭黑配合（硫化体系为硫 黄／促进剂ＤＭ／促进剂ＴＭＴＤ）混炼胶用小型
密炼机返炼后，根据转矩（１００ Ｃ，５０ ＲＰＭ）计
算其凝胶化时间ｔ。的概图。图５为含不同加工
助剂（用量３份）的丁苯橡胶炭黑配合胶料（硫
黄／促进剂ＤＭ／促进剂ＴＭＴＤ硫化体系）的凝
第２８卷第３期
加工助剂脯用技术
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橡胶分子间润滑、膨润或橡胶分子问引力的物 理增塑法；③在开炼机、密炼机等机械剪切作用 下使橡胶大分子链断裂的机械增塑法。物理增 塑刺的增塑作用虽然比化学增塑剂差得多，但 可获得适宜的可塑度。
图３为工少灭ｐ ｙ系列的增塑剂对三元乙 丙橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶炭黑配合胶料的增 塑效果。由图３可见，每一种增塑剂都有增蛆效 果，但从对＿三种橡胶的平均增塑效果看，脂肪酸 金属盐类（工少工ｐ ７Ｉ。一２，Ｉ．一７）的增塑效果较 好。
脂肪酸酯是醇与脂肪酸的酯化反应产物， 按脂肪酸和醇的种类不同可合成多种加工助 剂。脂肪酸酯是酯的化合物，因此它在化学性能 方面呈中性，对橡胶硫化无不良影响，且对混炼 胶的降粘作用小，同时还可提高分散性和润滑 性，是主要的加工助剂。 ２，４脂肪酸酰胺（ＲＣＯＮ｝ｉ：）
脂肪酸酰胺用作ＰＶＣ的润滑剂有良好的 效果，但用于橡胶会有负效应，它术彳日会影响硫 化（焦烧），还会使硫化胶产生明显的喷霜现象， 因此其用量受到限制。 ２．５烃类加工助剂（ＣｍＨｎ）
通过将脂畴酸转变成脂肪酸金属盐，则其
万方数据
熔点增高，操作性得到改善。 （１）ＲＣ（）ｏＭｅ的钠盐和钾盐用作表面活性
剂、抗静电剂、润滑剂、隔离剂（防粘着剂）效果 较好。但从其化学特性看，以它的水溶液形式使 用为宜，因而它不宜用作固态橡胶的添加剂。此 外，对于炉法炭黑配台胶料，该两种脂肪酸金属 盐还有提高硫化速度的作用。
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‘特种尚缎脂肪酸盘属盐’』醋的｝昆台物
３．２分散剂 脂肪酸金属盐或脂肪酸酯可促进炭黑等填
充剂在橡胶中的分散忖：是众所周知的。其作用 机理尚不明确，但可以断言，通过表面活性剂的 作用，脂肪酸类分散剂被吸附ｎ－炭黑粒了上，炭 黑粒子聚集体裂碎致使其分散性提高，这是ｔ 要原 万因方。数碳据酸钙和氧化锌等使用的特种表面处
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丹散忭评价指数
８０
‘高分子脂肪酸酯ｑ巾性填充剂的混台物
３．３增塑剂 一般而言橡胶增塑的方法大致分为三种：
①用化学增塑剂（塑解剂）促使橡胶分子链解聚 的化学增螭法；②用物理增塑剂（软化剂）降低
高分于锌皂 高分子钙皂 脂肪酸金属盐
脂肪酸钙 脂肪酸锌 不刊高分子水饱和脂肪酸锌盐混合物 特种脂肪酸酰胺类化台物
复合类
成分不明
表２是由特种口型（机筒温度１００Ｃ，ｕ型
温度８０ｃ）压出含润滑剂的氯丁橡胶胶料数
据。由表２可见．配合润滑剂的混炼胶的压出量
万方数据
和压出成型性能均比不含润滑剂韵高。此外，润 滑剂还可改善胶料的辊筒操作性能。要将润滑 剂的润滑作用明确地分为外部润滑还是内部润
ｏ≠ 言
量
ｎ
叠 呈
：
越
辩
／：
图４由转矩曲线计算凝胶化时间ｔ。的概 略图
３．４防焦剂 这晕叙述的防Ｉｒ焦烧不是像硫化迟延剂那
样对硫化反应进行化学性迟延的助剂．而是通 过加Ｔ助剂的外部和内部润滑作用抑制内部生
万方数据
热，发挥防焦作用的防焦剂。
翻５
Ｔ苯橡胶炭黑配合胶料凝胺化时间 （１００ Ｉ、，５０ ｒｐｍ）与焦烧时间的关系
配方（份）：丁苯橡胶１００；高耐磨炉黑２
棍炼：实验室用密炼机，１００Ｃ×２…
战样：薄胶片
圈２加工助剂对炭黑分散性的作用
Ａ空白试样；Ｂ一添加３份加工助荆（工夕天ｈ，Ｌ一２） 的随样
表３分散剂对炭黑分散的效果
试样编号
２
配由
丁苯橡胶（ＳＢＲｌ７ｌ ２） 顺丁橡胶
超耐磨炉黑 氧化锌 硬脂酸 脯老剂
抗且氧剂 硫化剂ＤＴＤＭ
０ｃｏｎｎｏｒ从广义卜解释＿ｒ加ｒＴ助捌，他将 它称为“用于改善加工操作性的所有配合剂”。 属于这一范围的配合剂有化学增塑剂、操作油、 软化剂、增粘剂、防焦剂、脱模剂、硫化油膏和再 生胶等。
该文从前者的狭义角度对用于改善混炼操 作及混炼胶压延、压出、注射等加工性能的加工 助剂进行了叙述。对于操作油、增塑剂、硫化油 膏和再生胶等用量较大的加工助剂。以及防止 混炼胶粘着的粉体状、液态隔离剂和硫化时使 用的脱模剂在此省略。
粘附性能．ｇｆ门４ｍｍ １０００
辊筒操作＿【牛
兰
优
可
良
差
３．５隔离剂 在混炼和各种成型加工中，混炼胶与加工
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世界橡胶工业
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机械粘连会降低操作效率，增加半成品不合格 率。从而影响生产效率。为了防止胶片或半成品 表面相互粘连，可用粉状或液状隔离剂覆盖胶 料表向，以达到防牯的口的．
舍氯类橡胶与金属的粘附性强，在辊筒上 加工较困难。轰４为各种加工助剂对氯丁橡胶 炭黑配合胶料的防粘效果。
表５为均化剂工夕灭ｈ，Ｉ｛２】（烃类树脂） 对于ＮＲ／ＥＰＤＭ并用胶的抗臭氧效果。添加均 化剂的ＮＲ／ＥＰＤＭ（９０／１０，８０／２０）并用胶的抗 臭氧老化效果优于小添加均化制的并用胶。
表５均化剂（工夕叉｝，Ｈ２１）的抗臭氧效果 配方（甜）１号烟片见表；二元己丙橡胶（ＩＳＲＥｒ０３）见表；好类
树脂（工夕ｘ｝＞Ｈ２１）她丧：硬脂醮ｌ；氧化钭５；硫 黄３；促进剂ｃｚｌ ５硫化条件：１ｊ０（、×１ ３１１１ｌｎ
未硫化橡胶的粘附性与在辊筒上的操作性 未必有关联，但脂肪酸金属盐和脂肪酸酯的防 粘敬果都较好。但是，防粘效果越好．对未硫化 胶蜓占合等作业就越不和．出此爱注意防桔加工 助剂的配合量。 ３．６均化剂
为改善通用二烯类橡胶（天然橡胶、丁苯橡 胶、顺丁橡胶）的耐奥氧性．常将它与ｉ元己丙 胶并用。但是．不同胶种并用存在着胶种间相容 性、共硫化性和配合剂分散性等问题。因此．与 单一橡胶配合相比．并片ｊ硫化胶的物理机械性 能大都会降低。
胶化时间ｔ。与焦烧时问Ｔ。的关系。由图５可
见，由加丁助剂引起的差异，以及即使焦烧时间
相同，而加工助剂种类不同，凝胶化时问也不
同。
表４各种加工助剂对氯丁橡胶混炼胶的防粘效果
诚样编号 配方，份 氯Ｊ橡拉（ｗＲＴ型） 快ｎ、出炉黑 硬质陶土 敏化镁 敏化锌 硬脂酸 环烷烃ｆ｜ｉ｛ 脂防酸金属盐 脂肪酸酯
石蜡 环烷烯油
试料缩号 Ｍ方（份１ 氯丁橡胶（ｗＲＩ） 性压小炉黑 半补慢炉黑 硬质廊土 环烷烃油 防老剂ＬＩ）Ａ 埂脂肪
氯化镁 润滑剂’ （工，ｘ ｈ ７Ｉ．一７） 氧化锌 促进剂ＮＡ，２２ Ｊｌ、¨ｊ量．ｎ／ｎｍ 成型指数
辊简操作性能
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（２）（ＲＣＯＯ）ｎＭｅ的金属盐有锌盐、钙盐、 铅盐、钡盐等，而警被称为“Ｚｉｎｓｔｅ”的硬脂酸锌 是其代表品种（主要崩作ＰＶＣ的稳定制）。该类 脂肪酸金属盐的效果按其生产原料、所含碳原 子数及有无不饱和键和支链而各异，碳原子数 为１５～２３（Ｃ：。～Ｃ，，）的不饱和功物性脂肪酸金 属盐的润滑性较大。但是，含不饱和键的脂肪酸 金属盐的耐热性不稳定．而且对硫化胶的物理 机械性能有影响（多半降低），因此选用时要注 意。为节约起见，可用它代替硬脂酸使用，但用 量大时会延缓硫化和降低硫化胶的物理机械性 能。 ２．３脂肪酸酯（ＲｃｏＯＲｌ）
表ｌ主要加工助剂～监表
类别
日本产品商品名称
Ｊ
ｘ７０＞少Ｒ ３ｎ¨
Ｊ
工，工ｈ＞Ｋ１．Ｋ ３
工，＆ｈ，Ｋ ５
酯类
工＾亍夕ｈ一肚ｗＢ：ｌ： 甘７工ｆ ＦＨＰ
工７Ｚ宁一５１ ０Ｐ
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工ｔＸ ｈ ｙＬ ７
脂肪酸金属盐
工－于夕卜＿儿Ａ６０ ｘ ｈ于夕ｈ Ｊｏｗｍ ６
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世界橡胶丁业
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加工助剂应用技术
王作龄编译 关键词： 加工助荆，分散荆．增塑荆．防焦荆
ｊ 前言
加工助剂是一种很难定义的橡胶配合剂。 学者Ｈ．Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ和Ｔ．Ｔｍｗａｎｎ对加工助剂 的定义是：“添加量少．且对混炼胶物理机械性 能无不良影响，町大大改善加工性能的材料”。 从它的功能性看，加工助剂包括润滑剂、分散 剂、均化剂、脱模剂和物理增塑剂。