反应性增塑剂概述与几种常用反应性增塑剂简介

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
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。
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。
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。
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。
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) • 液体丁腈橡胶(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
• 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。
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。
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）
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
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
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。
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。
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。