第八章 润滑剂汇总

不管是内润滑剂还是外润滑剂，其作用是:
降低聚合物熔体的粘度，防止聚合物在加工 过程中和加工机械的粘连，降低聚合物加工温 度，提高产品内在和外观质量，提高加工速率。
因此，润滑剂是塑料加工中不可缺少的一类 助剂。
一般情况下，润滑剂的分子结构中都含有长链 的非极性基和极性基两部分，它们在不同聚合物 中表现不同的相容性，从而显示不同的内外润滑 作用。也有些润滑剂如聚乙烯蜡是非极性的，它 们与非极性树脂的相容性好，主要起内润滑作用。
3．外润滑－涂布隔离机理
对加工模具和被加工材料完全保持化学惰性 的物质称为脱模剂。
为了减少这两类摩擦，改进塑料熔体的流动性， 防止高分子材料在加工过程中对设备的粘附现象， 保证制品表面光洁度而加入的物质称为润滑剂。
若材料本身具有自润滑作用，如聚乙烯、聚四 氟乙烯等，加工时可不加润滑剂；而聚氯乙烯， 特别是硬质聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰 胺、ABS树脂等，则必须加入润滑剂才能很好加 工。
5、热稳定性和化学稳定性好，高温加工中 不分解、不挥发、不与其他助剂发生反应。
6、不腐蚀设备，不污染制品，无毒。
市场上提供的润滑剂品种繁多，主要见下表。
8.2 润滑剂的作用机理
关于润滑剂的作用机理比较为人们接受的是 塑化机理、界面润滑和涂布隔离机理。
1．内润滑－塑化机理
为了降低聚合物分子之间的摩擦(内摩擦)， 需加入与聚合物有一定相容性的润滑剂，称之 为内润滑剂，其结构及其在聚合物中的状态类 似于增塑剂，所不同的是润滑剂分子中，一般 碳链较长、极性较低。
按照化学组成，常用的润滑剂可分为如下几 类：脂肪酸及其酯类、脂肪酰胺、金属皂、烃类、 醇类、复合润滑剂等。
不同的应用对润滑剂有着不同的要求，理想 的润滑剂应满足如下要求：
1、润滑效能高而持久。
2、与树脂的相容性大小适中，内外润滑作 用平衡，不喷霜、不易结垢。
3、表面张力小，粘度小。
4、不降低聚合物的力学性能及其他的性能。
另一种是将与聚合物相容性很小，在加工过程 中很容易从聚合物内部迁移到表面上，从而形成 隔离层的物质，在加工前配料时加入，使其分散 到塑料中，而在加工过程中迁移到表面，起到润 滑作用。
外润滑与内润滑是相对而言的，实际上，大 多数的润滑剂兼其两种作用，只是相对强弱不同。
就一种润滑剂而言，它的作用可能随聚合物 种类、加工设备和加工条件，以及其他助剂的种 类和用量的不同而发生变化，故很难确定它属于 哪一类。
润滑界面膜的粘度和润滑效率，取决于 润滑剂的熔点和加工温度。一般润滑剂的 分子链愈长，愈能使两个摩擦面远离，润 滑效果愈大，润滑效率愈高。
如果所加工的制品表面要进行喷涂丙烯酸 涂料的第二次加工，那么在选用外润滑剂时 还应注意到润滑剂和二次加工是否有矛盾， 如用有机硅油，如果硅油停留在塑料制品如 电视机外壳的表面，那么电视机塑壳为了美 观而喷涂丙烯酸涂料时，就很难喷涂上去。
第八章 润滑剂
概述 润滑剂的作用机理 润滑剂各论 润滑剂性能的评价和测试 润滑剂的应用
8.1概述
在机械运行或材料加工过程中，存在着金属与金属 之间、加工材料与加工机械之间的摩擦力。如在高 分子材料成型加工时，存在者聚合物熔体与加工设 备表面间的摩擦，它可能导致聚合物熔体粘附在加 工设备和其他接触材料表面上。由此会影响制品从 模具中脱出，严重时会使制品表面非常粗糙，无光 泽，甚至产生流纹。
2．外润滑－界面润滑机理
外润滑剂主要特点是它和聚合物的相容性很小，甚 至不相容。在加工过程中，在压力作用下很容易从混 合物料中挤出，移析到表面或在混合物料和加工机械 的界面处，润滑剂分子取向排列，极性基团向着金属 表面，通过物理吸附或化学键，形成一个润滑剂分子 层。在熔融聚合物和加工设备、模具间形成润滑界面， 对聚合物熔体和加工设备起到隔离作用，减少了两者 之间的摩擦，使材料不粘附在设备上。
以聚氯乙烯为例，润滑剂和材料的相容性较 增塑剂低很多，因而仅有少量的润滑剂分子能 象增塑剂一样，穿插于聚氯乙烯分子链之间， 略为削弱分子间的相互吸引力，如下图所示。
在聚合物变形时，分子链间能够相互滑移和 旋转，从而分子间的内摩擦减小，熔体粘度降 低，流动性增加，易于塑化。但润滑剂不会过 分降低聚合物的玻璃化温度Tg和强度等，这是 与增塑剂作用的不同之处。
根据摩擦类型的不同，所需的润滑剂又分： 内润滑剂和外润滑剂两种。
内润滑剂：在塑料加工前的配料中，加入与 聚合物有一定相容性的润滑剂，并使其均匀地分 散到材料中，能使树脂分子之间的摩擦力减少而 起润滑作用。
外润滑有两种方法：
一种是在高分子材料成型加工时，将润滑剂 涂布在加工设备的表面上，让其在加工温度下熔 化，并在金属表面形成一“薄膜层”，将塑料熔 体与加工设备隔离开来，不致粘附在设备上，易 于脱膜或离辊；
润滑油是在基础油中添加润滑添加剂而得，而润滑 添加剂是合成的，具有降低摩擦作用的有机化合物。
高分子材料在成型加工时，存在着熔融聚合物 分子间的摩擦和聚合物熔体与加工设备表面间的 摩擦，前者称为内摩擦，后者称为外摩擦。
内摩擦会增大聚合物的熔融流动粘度，降低其 流动性，严重时会导致材料的过热、老化；外摩 擦则使聚合物熔体与加工设备及其他接触材料表 面间发生粘附，随温度升高，摩擦系数显著增大。
为了减少各种摩擦造成的严重磨损，产品质量差， 生产效率低等一些列问题，生产上广泛使用润滑剂。
润滑剂是一种能够在表面与表面之间形成隔离层或 修复不平滑表面的物质。
根据应用对象的不同，可分为：
机械运行用润滑剂 塑料成型用润滑剂 纤维加工用油剂
载荷添加剂 材料加工用润滑剂 纺织纤维用油剂
结构特点：由亲水性官能团和疏水性烷基链组成。
如果润滑剂形成一层隔离膜，彻底消除混合物料和 设备壁之间的粘附，这种过于润滑作用并不好，因为 在这种情况下，混合物料和设备之间会出现打滑现象， 混合物料得不到塑化应有的剪切应力。
润Hale Waihona Puke 界面膜的粘度大小，会影响它在金属 加工设备和聚合物上的附着力。适当大的 粘度，可产生较大的附着力，形成的界面 膜好，隔离效果和润滑效率高。