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第八章润滑剂1ppt课件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2ppt课件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。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。8.1概述3ppt课件根据应用对象的不同，可分为：机械运行用润滑剂载荷添加剂塑料成型用润滑剂材料加工用润滑剂纤维加工用油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。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。4ppt课件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。5ppt课件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。6ppt课件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。7ppt课件外润滑有两种方法：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；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。8ppt课件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。9ppt课件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。10ppt课件一般情况下，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。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。11ppt课件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。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。12ppt课件市场上提供的润滑剂品种繁多，主要见下表。13ppt课件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。14ppt课件以聚氯乙烯为例，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。15ppt课件16ppt课件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。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。17ppt课件润滑界面膜的粘度大小，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。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。18ppt课件19ppt课件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。20ppt课件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。将其涂布在加工设备的表面上，当其中加入待成型聚合物时，脱模剂便在模具与聚合物的表面间形成连续的薄膜，从而达到完全隔离的目的，由此减少了聚合物熔体与加工设备之间的摩擦，避免聚合物熔体对加工设备的粘附，而易于脱模、离辊，从而可提高加工效率和保证质量。21ppt课件脱模剂和防粘剂（开口剂）等均可视为润滑剂的特殊应用。脱模剂一般用于注塑时使制品能顺利从模具中被顶出的场合。其作用是减少脱模力（粘附力），一般分为外涂脱模剂（把一种与塑料相容性极小的物质涂覆在模具表面，例如硅油类）及润滑剂兼内脱模剂。随着生产强度不断加大，现代化连续生产的要求，一般均采用润滑剂兼脱模剂。22ppt课件与树脂不相容（或相容度极小）的物质均可作脱模剂。如硬脂酸锌及酰胺类，是聚氯乙烯很好的脱模剂。脱模剂在冷的模具中，冷凝在模具表面，虽然有利于减少脱模力，但亦有可能影响二次加工性，如印刷性、粘接性等性能。23ppt课件24ppt课件一种好的脱模剂应该满足如下要求：（1）表面张力小，易于在被隔离材料的表面均匀铺展；（2）热稳定性好，不会因温度升高而失去防粘性质；（3）挥发性小，沸点高，不会在较高温度下因挥发而失去作用；（4）粘度要尽可能高，涂布一次可用于多次脱模；同时在脱模后较多粘附在模具上而不是在制品上。有机硅的表面张力小，一般二甲基硅油表面张力为0.20~0.21N·m-1，沸点为150~250℃，故经常作为脱模剂使用，具有优良的脱模性能。25ppt课件8.3润滑剂各论通常，润滑剂按其化学成分和结构，分为无机润滑剂和有机润滑剂。无机润滑剂是由滑石粉、云母粉，陶土、白粘土等为主要组分配制而成的复合物，它们主要用作橡胶加工中胶片和半成品防粘用的隔离剂。在实际生产中，广泛使用有机润滑剂，它们按化学结构可分为：脂肪酸，脂肪酸酯，脂肪酸酰胺，脂肪醇，烃类化合物和有机硅化合物等。26ppt课件1.脂肪酸酰胺用作润滑剂的脂肪酸酰胺主要是高级脂肪酸酰胺，其结构和物性列于下表中。27ppt课件酰胺类润滑剂由脂肪酸与氨直接反应制备，产物大多同时具有外润滑和内润滑作用，其中硬脂酰胺、油酰胺的外润滑性质优良，多用作聚乙烯、聚丙烯，聚氯乙烯等的润滑剂和脱模剂，以及聚烯烃的爽滑剂和薄膜抗粘结剂等。乙二胺双硬脂酰胺在多种热塑性和热固性塑料以及橡胶加工中，作为润滑剂和脱模剂使用。28ppt课件脂肪酰胺具有特殊的界面润滑作用，外部润滑效果优良，特别是与其他润滑剂并用时有十分显著的协同效果，同时能改善着色剂、炭黑等的分散性。在聚烯烃中可作为润滑剂和防粘剂（又称作“爽滑剂”）使用，在高温下虽然和聚烯烃有相容性，但随着温度的降低相容性也将大幅度下降，所以应用时应注意。成型温度较低的聚氯乙烯宜用油酸酰胺，而成型温度较高的聚丙烯则宜用芥酸酰胺。29ppt课件脂肪酸酰胺在塑料加工中，可起爽滑剂和屏蔽剂的作用，用作PVC、ABS、PS和其他塑料的润滑剂，乙撑双硬脂酰胺和乙撑双油酸酰胺主要起加工润滑剂作用。芥酸酰胺和油酸酰胺可以赋予PE和PP滑动性能。具有高熔点的取代酰胺，能使工程热塑性塑料在加工期间具有滑动性，改善其加工性。30ppt课件用于PVC系列的润滑剂乙撑双硬脂酰胺(EBS)是最重要的产品。它可看成是既有内润滑作用，又有外润滑作用的润滑剂，但倾向于外润滑剂。EBS是一种能促进流动并析出金属的助剂。由于EBS使用方便，易于加工，因此它广泛用作异型材的生产，在要求高透明性的情况下，不能使用EBS。31ppt课件2．脂肪酸酯作为润滑剂的酯类主要是高级脂肪酸的一元醇酯和多元醇单酯。包括脂肪酸的低级醇酯、酯蜡等。酯基均具有极性，所以对PVC分子有很强的亲和力，和PVC的相容性良好，具有内润滑作用。这类润滑剂可由脂肪酸与醇直接反应，或油脂与醇进行酯交换反应而得。32ppt课件一些具有代表性化合物的结构和物性如下表所示。33ppt课件在脂肪酸的低级醇酯中，硬脂酸、软脂酸以及其他饱和脂肪酸的酯应用最广。其代表产品是硬脂酸丁酯，由硬脂酸和丁醇酯化而成，熔点17~22.5℃，广泛用作硬质PVC制品的内润滑剂。用量为0.5~2.0phr，在挤出加工中，初期润滑性好，但后期较差，若同硬脂酸并用效果更好。34ppt课件酯蜡，是指含有C24以上的高级脂肪酸和含有C26~32高级脂肪醇的酯类。主要成分是褐煤蜡，巴西棕榈蜡和石蜡等。在这类润滑剂中含有1~2个极性基，又含有两个非极性的长链烷基，所以具有内润滑和外润滑双重作用，是硬质PVC的高级润滑剂，由于它的耐温性高，又是许多复合润滑剂的主要原料。35ppt课件从褐煤蜡制得的酯蜡，有E蜡、EG蜡和皂化蜡，如O蜡和OP蜡。由褐煤经铬酸－硫酸氧化漂白，使树脂部分全部破坏，得到S蜡和L蜡，它的物化性质见下表中。36ppt课件37ppt课件E蜡、OP蜡之类，它们与PVC相容性良好，高温持续润滑性优良，是硬质PVC的优良润滑剂。用量一般为0.1~0.3phr，如果用量超过0.5phr则会影响制品的透明度。38ppt课件3．脂肪酸脂肪酸类润滑剂包括饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸和羟基脂肪酸等，最主要的还是高级饱和脂肪酸。应用最广泛的是碳原子数在12以上的硬脂酸。C28~32的高级饱和脂肪酸，可直接作为润滑剂使用，有良好的外润滑作用。但它们的主要作用还是进一步制取酯蜡和皂化蜡等更高级的润滑剂。39ppt课件硬脂酸不仅是应用最广泛的润滑剂，而且也是生产脂肪酸衍生物类润滑剂的主要原料。作为润滑剂使用时，希望其碘值和酯值较低为好，这样不会影响塑料制品的耐候性和耐热性。它的外润滑性优越，还有防止压析的作用。一般用量为0.2~0.3phr即可获得很好的润滑效果。用量过大，则会影响制品的透明性，也容易产生喷霜析出现象。和硬脂酸丁酯等并用，可改善PVC的凝胶化速度。40ppt课件在挤出加工中，硬脂酸、软脂酸、肉豆蔻酸、花生酸等都具有中期到后期润滑效果，当初期润滑性或后期润滑性不足时，可分别与少量硬脂酸丁酯或酯蜡等并用以改善加工性。作为润滑剂