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聚乙烯蠟|造成PVC潤滑劑初期、中后期潤滑作用失衡有哪些原因?

文章出處:網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2018-05-23 08:48:00【

青島賽諾聚乙烯蠟小編為大家解答造成PVC潤滑劑初期、中后期潤滑作用失衡有哪些原因?

(1)揮發性。

 

熔點低的液體石蠟、天然石蠟、硬脂酸、硬脂酸正丁酯等揮發性較大,作初期潤滑劑,用量不宜多。而熔點較高(一般在100℃以上)的PE蠟、OPE蠟揮發性較小,可作為中期、后期潤滑劑。只有熔融后,潤滑劑才形成潤滑薄膜(外潤滑劑),也更易滲入到PVC各層粒子之中(內潤滑劑)。初期潤滑劑熔點低、易揮發,其揮發部分易冷凝而堵塞真空系統,或冷凝在注塑模具內,影響熔接痕的力學性能。

    

(2)化學結構的改變。

 

硬脂酸鹽是常用的熱穩定劑兼潤滑劑,它在硬質PVC加工中可能轉變為金屬氯化物和硬脂酸鹽。如以往常用堿式硬脂酸鉛、硬脂酸鉛,它們在加工中可能轉變為PbCl2及HSt。HSt、硬脂酸鉛和堿式硬脂酸鉛的潤滑性及揮發性不同。如原來的潤滑體系內外潤滑作用是平衡的,在加工后期,轉變成HSt后,由于化學結構改變,內外潤滑作用就不平衡了。在潤滑體系中,慎用堿式硬脂酸鉛及硬脂酸鉛,用時需與石蠟、PE蠟配合。

    

通過對硬脂酸鉛及HSt分子結構分析可知:鉛原子及氫原子在與其他電負性較強的基團成鍵后,均顯示正電性,對帶有自由電子的金屬的原子均有親和力。但是Pb元素是第6周期第ⅣA元素,有多層(甚至有4f層)核外電子,電子的相互排斥作用,使它對外層電子的吸引力較弱,成鍵性相對較差。而氫原子只有一個核外電子,成鍵失去電子后,就成了帶正電裸露的質子核,極易與自由電子結合生成化合物。所以硬脂酸鉛與金屬表面形成絡合鍵的能力較HSt差。HSt的羧基部分與帶有自由電子的金屬表面形成強化學吸附鍵,長鏈烷基部分與烷烴(如石蠟、聚乙烯蠟等)互溶,形成由硬脂酸及羧基加固的、“鉚固作用”強的潤滑薄膜。硬質PVC常用的外潤滑劑石蠟、PE蠟是非極性的烷基化合物,與PVC及加工設備的金屬表面只能形成作用力很小的物理吸附層,在180℃—200℃及強剪切力作用下,這層吸附層——潤滑膜——容易被破壞。所以與HSt配合使用可提高了石蠟、PE蠟潤滑膜對PVC及金屬表面的黏合強度及撕裂強度,增強石蠟、PE蠟的外潤滑作用。

    

(3)電負性及標準電極電位的影響。含鉛穩定劑長期熱穩定性好,能很好地保持PVC的色澤,抑制PVC形成共軛雙鍵,防止制品變色。具有初期熱穩定作用的金屬皂,其金屬元素需右較強的配位能力,能取代不穩定的氯原子,能抑制PVC變色,如含Zn、Cd元素的皂類。不同金屬原子或離子吸引電子的能力不同,決定了金屬皂在PVC中的穩定作用。金屬原子的電負性越大或標準電極電位越高,該原子或對應的金屬離子吸引電子的能力越大,越容易與負電性大的元素形成絡合鍵中間體,繼而形成新的化合物。表1列出了一些金屬元素的電負性及標準電極電位。

表1    一些元素的電負性及標準電極電位

元素

Ba

Ca

Zn

Cd

Pb

電負性

標準電極電位/V

0.89

-2.90

1.00

-2.87

1.65

-0.763

1.69

-0.403

2.33

+0.83

 在表1所列各金屬元素中,Pb、Cd、Zn的電負性和電極電位較大,所以可以認為Pb、Cd、Zn原子或離子比Ba、Ca原子或離子更容易與PVC樹脂中不穩定的烯丙基氯中顯負電性的氯原子形成絡合中間體,繼而形成氯化物。

    

在硬質PVC配方中,比較硬脂酸鋇、硬脂酸鈣、硬脂酸鉛熱穩定劑的活性,可以看出鋇皂、鈣皂是最不活潑的,它們是中后期熱穩定劑。硬脂酸鈣是硬質PVC常用的內潤滑劑,其添加量即使為l質量份也不會影響潤滑體系的初期、中期、后期的潤滑平衡。而鋅皂、鎘皂、鉛皂相對鋇皂、鈣皂要活潑得多,所以它們都具有初期熱穩定劑的作用。

   

 鋅皂、鎘皂中的Zn、Cd元素與顯負電性的烯丙基氯中的氯原子碰撞時,結合成氯化物,而硬脂酸根則頂替氯原子原來的位置,消除了PVC的不穩定基團,提高了PVC的穩定性。這里所指的是完全理想狀態。形成氯化物以后,硬脂酸根頂替烯丙基氯的位置的前提條件是:①硬脂酸根與烯丙基氯的相應的正碳離子“碳翁”的距離要小于0. 1nm;②能發生有效碰撞。如果距離較遠(塑料加工時,樹脂不間斷地受著強剪切力,它們的相對位置隨時在改變),沒有發生有效碰撞,頂替氯原子就無從談起。在黏稠的PVC熔體中,硬脂酸根的分子熱運動可以不計,即使硬脂酸根與正碳離子(碳錨)的距離在成鍵的距離內,在熱及強剪切力作用下,也不可能100%頂替氯原子,大多數的情況是PVC熱氧降解的活化點的鄰近0.1nm以內并不一定正好有硬脂酸鈣、硬脂酸鉛存在。這時PVC樹脂首先熱降解產生HC1,進而反應為

    2 HCl+PbSt2 --PbCl2+2HSt

1分子的硬脂酸鉛可以生成2分子的HSt。所以在硬脂酸鉛參與熱穩定化反應吸收HC1以后必然有相當多的HSt生成。一般硬質PVC配方中都加入足夠量的初期熱穩定劑,以保證制品為白色或無色。硬脂酸鈣是中期、后期熱穩定劑。在這類配方中作為潤滑劑的硬脂酸鈣基本不參與熱穩定化反應仍以硬脂酸鈣的形式存在于體系中。如果把硬脂酸鈣既當潤滑劑使用,又當熱穩定劑使用,在加工的后期。硬脂酸鈣將有部分轉化成HSt,這將嚴重地影響潤滑平衡。在硬脂酸鈣存在的條件下,即使極少量的HSt也會極大地促進石蠟等非極性烷烴潤滑劑的外潤滑作用。

 

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  編輯:青島賽諾   作者:青島賽諾  文章出處:探灵笔记游戏有几种鬼
 
此文關鍵字:聚乙烯蠟 聚乙烯蠟廠家

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