第5章 橡胶的增塑

配方例子：擦字橡皮 1.铅笔用擦字橡皮 2.钢笔、圆珠笔用擦字橡皮 NR 100 NR 100 氧化锌 21 氧化锌 21 氧化镁 6 氧化镁 6 轻质碳酸钙 380 氧化铝 400 立德粉 171 轻质碳酸钙 340 白油膏 915 白油膏 560 促M 10 促M 10 促TT 13.7 促TT 10 合计 1616.7 合计 1444
二、软化剂、 增塑剂在胶料 中的作用
1. 增加塑性、流动性，便于 加工； 2. 降低混炼温度和胶料的粘 度，有利于配合剂分散，达到 节能目的； 3. 使硫化胶的伸长率、回弹性 高，低温性能好，生热小。
物理增塑剂： 是通过物理的 作用来使橡 增加塑性.
三、作用机理 的差异
化学增塑剂： 即塑解剂,是通过 化学塑解作用来 使橡胶增加塑性.
三、脂肪族二烷基酸酯类
1.癸二酸二辛酯（DOS） 功用：优良的耐寒增塑剂，既具有优良的耐寒性， 又有较好的耐热性、耐光性和电绝缘性。
2.己二酸二辛酯（DOA） 功用：NR、SR、树脂等用的增塑剂、软化剂， 不影响硫化。耐寒性优越，但耐油性不够好。 制品可用于包装食物。
四、脂肪酸 酯类 五、聚酯类
回顾
橡胶工艺生产所用的原材料包括 √生胶及橡胶类似物 （基本材料）
√硫化体系配合剂 （起硫化作用）
√补强填充剂（提高物机性能，降低成本）
√软化增塑剂（改善操作性能）
√防老剂（提高质量，延长使用寿命）
通过力化学作用，使橡 胶大分子断链
增塑分子进入橡胶分子内，增大 分子间距、减弱分子间作用 力，分子链易滑动。
按作用方式分为： 内增塑剂和外增塑剂
四、类型
按其来源不同分为： 矿物油系；动植物油系； 合成增塑剂
第一节 石油系软化剂 • 一、操作油及其类似物
• 1.操作油的组成和结构 操作油主要是由分子量在300～600左右含 20个或20个以上碳原子的烃类化合物所组成。 其中的结构烃有链烷烃、环烷烃和芳香烃。 • 2.操作油的品种 包括链烷油、环烷油和芳烃油
第三节
古马隆树脂
煤焦油系软化剂
①液体古马隆 聚合度低，常用作软化剂和增粘剂 ②固体古马隆 聚合度高，常用作软化剂和补强剂
古马隆树脂的性能
1.与各种橡胶的互溶性好，用于极性或非极性橡胶中。 2.工艺性能好。 3.液体古马隆有很好的增粘性能，可用于制备胶浆 及半成品粘合。 4.固体古马隆补强性大，且对胶料的硫化及耐老化 性能基本无影响。 5.古马隆适用于NR及SR中，用量不超15份。
配方例子：轮胎胎面胶及帘布胶
天然橡胶 硫磺 促M 促TMTD 氧化锌 硬脂酸 HAF 混气炭黑 SRF 松焦油 防A 防D 防4010 石蜡 胎面胶 100 2.6 0.4 — 5 3 35 15 — 3.5 1 1 1 1 帘布胶 100 2.7 — 0.03 5 2.5 — — 35 3.5 — 1 1 —
配方例子：绿色海绵拖鞋底
NR 100 ZnO 5 硬脂酸 7 防D 1 石蜡 7 陶土 37 MgCO3 40 立德粉 15 凡士林 5
松香 5 210树脂 25 酞青绿 2.1 醇溶黄 0.75 发泡剂H 6.5 促M 1.15 促DM 1.15 硫黄 3.5 白矿油 1.5
松香改性酚醛树脂， 控制发孔及均匀，支 撑壁孔，使制品有挺 性。
+ + + + + + + + + -
+ -
+ -
RH
增塑剂
包围、隔离
二、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。 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
100 10 10 1 4 2
防4010 1 防D 硫黄 SRF HAF
1 0.1 60 20
二、磷酸酯类
结构通式：（RO）3 P＝O 1.磷酸三甲苯酯（TCP） 本品为橡胶阻燃性增塑剂，具有良好的耐燃、 耐热、耐磨、耐霉菌、耐油及电绝缘性， 但耐寒性差。 2. 磷酸三辛酯（TOP） 本品为乙烯基树脂、纤维素和合成橡胶的 阻燃性增塑剂，性能与TCP相似，耐寒性较好， 但耐油性差，加工性能不及TCP。
3.操作油的 性能指标分类
按化学性质分为： ①沥青质 ②氮碱 ③第一类硫酸亲和物 ④第二类硫酸亲和物 ⑤石油烃
按物理性质分： ①比重（密度）
②粘度 ③苯胺点 ④粘度比重常数（VGC）
4.操作油对 橡胶性能 的影响
（1）对降低粘度，有利于混炼及 促进硫化的影响。 芳烃油＞环烷油＞链烷油 （2）对有利于挤出操作的影响 链烷油＞环烷油＞芳烃油 （3）对硫化胶性能的影响
＋
C
R
C
+
O
' R
C
.
C
三、溶剂型与非溶剂型 软化增塑剂
溶剂型 软化剂、增塑剂 非溶剂型 软化剂、增塑剂
如芳烃油、松焦油 、古马隆、酯类等
如链烷油、石蜡、 凡士林、油膏、机 油等
第六节
• •
软化剂和增塑剂互溶性 二、对胶料加工性能的影响 1.对填料分散的影响 2.对胶料粘着性的影响 3.对于压延、挤出工艺 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
第五章 橡胶的增塑体系 • 一．橡胶增塑剂的概念
增塑剂又称为软化剂，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。 应用上 的差异
软化剂为非极性物质， 来源于天然物质，常用于 非极性橡胶中。
增塑剂为极性物质，多数是 人工合成产物，多半用于 极性橡胶和塑料中。
例：几种软化剂性能的比较
物机性能 固体古马隆 沥青 松焦油 重柴油
拉伸强度/MPa 23.5 伸长率/% 664 硬度（邵尔A）/度 63 300%定伸应力/MPa 7.4 撕裂强度/（KN/m） 131
20.3 754 61 4.8 98
19.3 667 65 5.7 102
19.6 537 62 8.8 77
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
C
O
C
+ ＋ R
O
O ' R
缔 合 作 用
第四节
酯类增塑剂
结构通式：
一、邻苯二 甲酸酯类
极 性
COOR COOR
非极性，为烃基、苯基或环己基 R分 子 链 长 ， 且 无 侧 基 ， 表 现 出 耐低温
功用：
极性橡胶通用型 增塑剂。
主要品种： 邻苯二甲酸二辛酯DOP 邻苯二甲酸二丁酯DBP
配方例子：骨架油封胶料
• • • • • •
NBR-26 DBP ZnO 硬脂酸 促CZ 促TT
与橡胶互溶性好，工艺性能较 好，有补强性，低温下有迟延硫 化防止焦烧的作用，会加速橡胶 的老化。主要用于NR和SBR
性能与松焦油相近，是优良的橡胶 再生软化剂，也可作为一般橡胶的增 塑剂，用量4～5份。
二、脂肪油系软化剂
又称硫化油膏，包括黑油膏和 1.油膏 白油膏。为良好的加工操作助剂 和增容剂，可防止喷硫以及日光 老化龟裂。擦字橡皮配方 2.硬脂酸 与橡胶有很好的互溶性，能促 使炭黑、氧化锌等粉状配合剂在 胶料中均匀分散。本品还是主要 3.油酸 的硫化活性剂。 对生胶有很好的软化作用，并可使 ZnO活化，故可作为软化剂及活性剂， 但有增加橡胶老化的倾向。
5.用途
（1）作为加工操作助剂 以链烷油为主，用 量为5份左右。 （2）作一般的软化剂 环烷油、芳烃油均 可，用量为10～15份。 （3）作增粘剂 以芳烃油为主，15份以上。 （4）作增容剂 20～50份，有时可多些。
6.操作油的类似物
①机械油 ②锭子油 ③软化重油 ④变压器油 ⑤三线油、五线油
常用：油酸丁酯BO 具有优越的耐寒性和 耐水性，但耐候性及 耐油性差。
分子量较大，一般在1000～8000范围 内，其挥发性和迁移性小，耐热性和耐油性 良好。特别适用于NBR、IIR和CR。
第五节
软化剂、增塑剂的作用机理
• 一、作用机理
• 1.软化剂（对非极性橡胶）的作用
RH
软化剂
渗透、溶胀
• 2.增塑剂（对极性橡胶）的作用
二、其它石油系软化剂
1.凡士林 功用：与橡胶互溶性差，主要作为润滑性的 软化剂使用。有时会喷出表面，也可作为 物理防老剂使用。配方例子：绿色海绵拖鞋底
3.沥青及矿质橡胶 2.石蜡 功用：能提高胶料的 功用：与橡胶相容 粘着性和塑性 ，对橡胶 性差，对橡胶有润滑 制品兼有一定的补强作 作用，可作加工助剂使 用 ，但有迟延硫化的 用 ；又作为物理防老剂 。 作用 。
第二节
动植物油系软化剂
能增加胶料的塑性和粘着性， 易与硫黄作用，能促使胶料老化 ，并有迟延硫化的作用，主要用 于擦布胶（帘布胶）及胶浆中。
一、松油系软化剂 1. 松香 2. 岐化松香 （氢化松香）
能增加NR和SR的粘着性，促 使填料均匀分散，耐老化，无迟 延硫化的作用，特别适用于SBR
3. 松焦油 4.妥尔油 （松浆油）