橡胶软化及增塑

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1、橡胶的软化与增塑体系在橡胶加工过程中一般都需要加入10-30份重量的软化剂或增塑剂，通常是一种能使胶料具有一定柔软性的低分子物质。它们除了能增加胶料的可塑性、流动性、粘着性，便于压型和成型等工艺操作，以及有助于粉末状配合剂的分散和降低温度外，还降低了橡胶的粘流温度及玻璃化温度，提高橡胶制品的耐低温性能。            从最终效果都是增大胶料柔软性这一点来看，软化剂与增塑剂起到相同的效果，从应用范围来看，两都有很大的差别。软化剂多来源于天然物质，常用于非极性橡胶。而增塑剂多为合成产品主要应用于某些极性合成橡胶或塑料中，它多属于难挥发物质，在天然橡胶等通用橡胶中很少使用

2、，因而它与软化剂有着不同极性的化学物质。在胶料中加入化学塑解剂与加入增塑剂或软化剂作用本质上是不同的，前者是通过化学反应，使橡胶大分子断链，降低橡胶分子量，增大生胶的可塑性，塑解剂起着促进橡胶分子断裂作用，这种增塑方法称为化学增塑法。后者是通过互相溶解或渗透，软化剂或增塑剂分子物进入到橡胶分子内，增大橡胶分子间的距离，减弱大分子间的作用力（降低粘度），使大分子链较易滑动，宏观上增大了胶料的柔软性和流动性。因此这种增塑方法被称为物理增塑法。         橡胶是一种高粘度的弹性体，在低分子软化剂或增塑剂作用时，首先出现溶胀现象，然后才能互相混溶。溶胀时低分子物质渗入到橡胶分

3、子之间，降低了橡胶分子间相互作用力，结果降低了橡胶的玻璃化温度，改善了耐寒性。        橡胶与软化剂的相溶性与它们的内聚能密度大小可溶解度参数（S.P.）有关，两者内聚能密度差值愈小即S.P.值相近时，溶解过程则愈易自动进行，也意味着溶质与溶剂两分子结构相似，较易互相溶解。各种物质的S.P.值与物质的某些性质，如，极性有关。所以要使系统具有良好的互溶性，先决条件是两者的S.P.值相近，这时它们的分子间作用力相差不大，两种分子易发生扩散和渗透作用，可达到较好的溶解状态。实践证明，当溶剂的S.P.值和高聚物的SP值之差小于1.3-1.8时就可以相互溶解，相反，当S.P.值

4、相差悬殊就很难达到互溶的效果。这是选择软化剂、增塑剂配合时，必须首先考滤的问题。           高聚物在溶解时，溶剂的性质对高聚物的溶解能力有很大的影响。从高聚物和溶济的极性大小亦可判断两者之间的溶解能力。一般极性大的溶质易溶于极性大的溶剂，极性小的溶质易溶于极性小的溶剂之中。这一原则在一定程度上对选用高聚物的溶剂有指导意义。        非极性橡胶的软化作用，首先是软化剂渗入橡胶分子之间，把大分子链推开，降低大分子间作用力。软化剂用量越多，它在橡胶大分子间的融离作用越强，大分子的链的活动性就越大，从而提高了大分子链的柔顺性，降低了玻离化温度，也即提高了橡胶的耐寒性

5、。其次，由于软化剂稀释作用，使橡胶的粘度大地降低，同样获得软化效果，起到了屏蔽和隔离作用。          由于极性橡胶分子结构中含有极性基团，可提高大分子链的作用力，结果降低了大分子链的柔顺性。但当加入极性增塑剂时，增塑剂分子的极性部份定向排列于大分子的极性部位，对大分子链起着包围融离作用，因而增加入了大分子链的距离，也增大了分子链的运动性，提高了橡胶的塑性，极性增塑剂的增塑机理主要不是填充融离作用，而是它的极性基与橡胶分子的极性基相互作用，所以增塑效果与增塑剂的克分子数成正比例。极性增塑剂分子中的极性部分和非极性部分对增塑效果匀起着作用。极性基使增塑和被增塑两种物质能

6、很好地互溶，而非极性基把橡胶分子极性基屏蔽起来，削弱了橡胶分子间的内聚力，阻碍了大分子的敛集。        如增塑剂选用不当，以致增塑剂的极性与橡胶极性相差很大，则增塑效果不明显，而经过一段时间后，而增塑剂会从内部渗到制品表面，结果不但不能改善硫化胶性能，反而加速了制品的硬化，使制品过早地失去使用价值。        溶剂化作用也影响软化增塑效果。溶剂化是指溶剂分子在大分子链段上发生较强的相互作用，即把大分子链段分离的作用。它相当于链段间产生了相斥力。如果软化剂能够与橡胶分子产生良好的溶剂化作用的话，这种软化剂称为溶剂型软化剂。若软化剂只能机械地均匀分散在橡胶中，靠稀释作

7、用使橡胶软化的话，这种软化剂称非溶剂型软化剂。当过量使用非溶剂型软化剂时，软化剂会喷出橡胶制品表面。     软化剂的类别取决于它们本身的化学结构。如石油系统软化剂的组成，以芳香烃为主时，有较高的不饱和度，多属溶剂型软化剂。若以石蜡烃为主时，因石蜡有较高饱和度，则为非溶剂型软化剂。芳香烃软化剂的极性与大部分橡胶极性相近，所以具有良好的互溶性。石腊烃软化剂与橡胶的极性相差较大，所以软化作用不够理想。     软化剂对胶料的硫化及硫化胶的老化过程均有影响，它与胶料中的各种成份起着复杂的反应，如，聚合、缩合、氧化、磺化等