PVC潤(rùn)滑劑及在環(huán)保體系中的注意事項(xiàng)
潤(rùn)滑劑是PVC加工中必不可少的助劑。在PVC中添加適量潤(rùn)滑劑，可以降低PVC熔融前粒子之間和PVC熔體中大分子間的相互摩擦；降低PVC熔體與塑料機(jī)械接觸面之間的相互摩擦。適量潤(rùn)滑劑可改善PVC熔體流動(dòng)性，提高生產(chǎn)效率，并防止摩擦生熱而引起PVC降解，提高制品外觀質(zhì)量。
按功能可分為外潤(rùn)滑劑和內(nèi)潤(rùn)滑劑。外潤(rùn)滑劑與PVC相容性較差，易從樹(shù)脂熔體內(nèi)部遷移至表面，形成潤(rùn)滑劑界面層，從而降低PVC熔融前粒子之間和PVC熔體與塑料機(jī)械接觸面之間的相互摩擦。內(nèi)潤(rùn)滑劑含有極性基團(tuán)，與PVC有較好的相容性，能減少PVC分子間作用力，降低熔體粘度，改善熔融流動(dòng)性。
內(nèi)外潤(rùn)滑劑之分只是相對(duì)而言，并無(wú)嚴(yán)格劃分標(biāo)準(zhǔn)。在極性不同的樹(shù)脂中，內(nèi)外潤(rùn)滑劑的作用有可能發(fā)生變化。例如硬脂酸醇、硬脂酸胺、硬脂酸丁酯及硬脂酸單甘油酯對(duì)極性樹(shù)脂（如PVC及PA）而言，起內(nèi)潤(rùn)滑作用，但對(duì)于非極性樹(shù)脂（如PE、PP）而言，則顯示外潤(rùn)滑作用。相反，高分子石蠟等與極性樹(shù)脂相容性差，如在極性PVC中用作外潤(rùn)滑劑，而在PE、PP等非極性樹(shù)脂中則為內(nèi)潤(rùn)滑劑。在不同加工溫度下，內(nèi)、外潤(rùn)滑劑的作用會(huì)發(fā)生變化，如硬脂酸和硬脂醇用于PVC加工成型初期，由于加工溫度低，與PVC相容性差，主要起外潤(rùn)滑作用，當(dāng)溫度升高后，與PVC相容性增大，則轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)潤(rùn)滑劑作用。
潤(rùn)滑劑品種較多。通常用兩種或兩種以上潤(rùn)滑劑組成PVC潤(rùn)滑體系，以降低其向制品表面遷移能力；改善潤(rùn)滑劑分散性，使內(nèi)外潤(rùn)滑劑作用平衡。
常用潤(rùn)滑劑品種，按潤(rùn)滑劑的組成可分為：飽和烴類(lèi)，金屬皂類(lèi)、脂肪族酰胺、脂肪酸類(lèi)、脂肪酸酯類(lèi)及脂肪醇類(lèi)。
飽和烴類(lèi)按極性可分為非極性烴（如聚乙烯蠟和聚丙烯蠟）、極性烴（如氯化石蠟、氧化聚乙烯等）。按分子量大小可分為：液體石蠟（C16~ C21）、固體石蠟（C26~ C32）、微晶石蠟（C32~ C70）及低分子量聚乙烯（分子量1000~10000）等，主要用于PVC無(wú)毒外潤(rùn)滑劑。
金屬皂類(lèi)既是優(yōu)良的熱穩(wěn)定劑，又是一種潤(rùn)滑劑，內(nèi)外潤(rùn)滑作用兼有，不同品種側(cè)重稍有不同 。
脂肪族酰胺包括單脂肪酸酰胺和雙脂肪酰胺兩大類(lèi)，單脂肪酰胺主要呈內(nèi)潤(rùn)滑作用，主要品種有硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、蓖麻油酸酰胺等；雙脂肪酸酰胺主要呈外潤(rùn)滑作用，主要品種有N,N’-亞乙基雙硬脂酰胺、N，N’-亞乙基蓖麻醇酸酰胺等。
脂肪酸類(lèi)主要有（1） 硬脂酸，是僅次于金屬皂類(lèi)而廣泛應(yīng)用的潤(rùn)滑劑，在PVC中用量少時(shí)，起內(nèi)潤(rùn)滑作用；用量大時(shí)，起外潤(rùn)滑作用。一般硬脂酸的加入量低于0.5份。（2）羥基硬脂酸，與PVC相容性好，顯示內(nèi)潤(rùn)滑作用，但熱穩(wěn)定性差。
脂肪酸酯類(lèi)主要有（1）硬脂酸丁酯，外觀為無(wú)色或淡黃色油狀液體，在PVC中以?xún)?nèi)潤(rùn)滑為主兼具有外潤(rùn)滑作用，用量0.5~1.5份。（2）單硬脂酸甘油酯，代號(hào)GMS，外觀為白色蠟狀固體，為PVC優(yōu)良內(nèi)潤(rùn)滑劑，對(duì)透明性影響小，加入量低于1.5份，可與硬脂酸并用。（3）酯蠟和皂化蠟，主要指以褐煤蠟為主要原料，經(jīng)漂白等工序制成的后序產(chǎn)品。漂白蠟有S蠟和L蠟，酯化蠟有E蠟和EG蠟，皂化蠟有O蠟和OP蠟。
隨著PVC制品的擴(kuò)大應(yīng)用，對(duì)塑料助劑的衛(wèi)生性、透明性、加工性等提出了嚴(yán)格要求，從而促進(jìn)了新型潤(rùn)滑劑的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。其中，酯類(lèi)潤(rùn)滑劑發(fā)展較快，用量比例不斷上升，德國(guó)Henkel公司Loxiol G系列潤(rùn)滑劑中，既有硬脂酸十八烷醇酯（G30）、油酸單甘油酯（G10）、蓖麻油酸單甘油酯（G11），還有硬脂酸單甘油酯（GMS）。二元羧酸高級(jí)醇酯，例如己二酸雙（十八烷醇）酯已作為優(yōu)良內(nèi)潤(rùn)滑劑使用。脂肪酸與多元醇的齊聚復(fù)合酯分子量較大，耐抽出，不噴霜。兼具內(nèi)外潤(rùn)滑性，是發(fā)展方向和開(kāi)發(fā)重點(diǎn)，其代表性產(chǎn)品有Henkel公司的G70、G70S、G71、G72、G74等。二十世紀(jì)80年代中期以來(lái)，我國(guó)塑料助劑科研單位成功的開(kāi)發(fā)了多種復(fù)合酯類(lèi)潤(rùn)滑劑，已生產(chǎn)和應(yīng)用的主要品種有LC-1、LC-2、LC-4、LC-6、LC-7、RH-60、WH-70、RW-100、ZB-16、ZB-74、H-16、H-74等。
值得注意的是，潤(rùn)滑劑的添加與穩(wěn)定劑有很大的關(guān)系，PVC制品生產(chǎn)中，應(yīng)按復(fù)合型熱穩(wěn)定劑產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)及參考配方合理使用。復(fù)合鉛時(shí)代為了減少鉛含量，在穩(wěn)定劑配方中往往加入了大量的低分子石蠟作為滑劑，所以復(fù)合鉛PVC配方要求后期加入的潤(rùn)滑劑不能太多，硬脂酸和PE蠟總量一般不能超過(guò)1Phr，以免出現(xiàn)“過(guò)潤(rùn)滑”等不良情況。
目前使用的大部分環(huán)保穩(wěn)定劑（俗稱(chēng)鈣鋅穩(wěn)定劑）的流變性為與復(fù)合鉛有明顯的不同，一般比復(fù)合鉛塑化快。我們認(rèn)為復(fù)合鉛體系一般在螺桿后段塑化，且塑化程度即較高；而鈣鋅穩(wěn)定劑體系在螺桿的前端就開(kāi)始塑化，但塑化程度并不高，在螺筒里面不斷塑化�，F(xiàn)在的擠出設(shè)備一般是復(fù)合鉛時(shí)代設(shè)計(jì)的，所以使用鈣鋅穩(wěn)定劑時(shí)，一般外加的PE蠟要比復(fù)合鉛時(shí)代高。有的工藝師在PVC環(huán)保化過(guò)程中，認(rèn)為外加的PE蠟太多容易引起制品性能不合格。實(shí)際上如果鈣鋅穩(wěn)定劑本身所含的滑劑少的話，外加的PE蠟超過(guò)2Phr也是可能的。
應(yīng)當(dāng)注意的是，鈣鋅穩(wěn)定劑的配方如果沒(méi)有充分考慮相容性的話，當(dāng)PE蠟加量大時(shí)容易引起析出，析出可能在螺筒、模頭、套筒等部位，引起產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定，所以除了提高鈣鋅穩(wěn)定劑的相容性之外，PVC工藝師也要考慮PE蠟的相容性，或者要適當(dāng)添加提高相容性的內(nèi)潤(rùn)滑劑來(lái)減少析出的不良現(xiàn)象。
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