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弹性体用填充油的种类及选择

嘉峪检测网        2021-02-05 09:17

众所周知,TPE/TPR材料是用SEBS/SBS等材料配混造粒得到的,常用的TPE配方包含SEBS/SBS、填充油、塑料树脂、助剂。

 

那么,SEBS/SBS为什么要充油呢?

 

很多人认为充油只是降低成本,其实,除了降低成本还可以改善SEBS/SBS流动性和降低硬度。大部分SEBS/SBS流动不好,加工性能较差,需要充油改善加工性能。

 

SEBS/SBS与油比例控制的好,油会跟SEBS/SBS材料成为相对稳定的混合体系。反之,则会力学性能差、表面发粘等问题。

 

填充油种类

 

常见填充油有环烷油、石蜡油、芳烃油等。

 

芳烃油芳烃含量高,不适合在SEBS/SBS中使用,主要是因为芳烃结构同聚苯乙烯链段相容性很好,会破坏SEBS/SBS苯乙烯嵌段的物理交联点,大幅度降低材料的力学性能。

 

所以TPE生产中常说的充白油,其实是充环烷油或石蜡油,SBS推荐充环烷油,SEBS推荐充石蜡油。

 

环烷油、石蜡油是按矿物油本身分子结构、组成方面差异不同而分类。

 

1.石蜡油

 

具有石蜡烃含量高,芳烃含量低,闪点高,挥发小等特点。整个油品中:环烷烃Cn比例低于40%,芳烃Ca含量低于10%,链烷烃含量高于55%,一般称为石蜡油。石蜡基油分子结构是以链烷烃为主。

 

具有链状结构的烷烃油相对于环烷烃油和芳烃油更为柔顺,有利于提高试样的耐屈挠性。

 

根据相似相容的原理可以看出,链烷烃与SEBS的橡胶段具有良好的相容性。

 

2.环烷油

 

环烷基油具有类似芳烃碳的环烷结构和类似直链碳的支链结构,环烷基(Cn)比例高于40%,一般称为环烷油。

 

比石蜡基油具有更好的PB橡胶相容性,同时以环型饱和烃结构为主,耐老化性能好。

 

环烷烃含量高,能与SBS中PB段相容,使得PB段分子链更加柔软,同时,环烷油加入使得分子间作用减弱,分子链活动性增加,导致共混物可塑性增加,使得链段运动范围增大,拉伸时链段能够充分伸展,外力消除后又容易恢复,分子链柔顺性增加。

 

如何选择填充油

 

1.芳烃含量

 

由于SBS是由PS与PB段构成,前者位于分子两端,PS链段间作用力使其形成些物理交联点,聚集成物理交联区域,分散于PB相中,呈微观相分离状态。

 

芳烃质量分数高的环烷油溶度参数与PS接近,芳烃分子集中在聚苯乙烯相中,削弱了交联点。应选择芳烃质量分数小于6%的油品。

 

2.相似相容原理

 

链烷烃与SEBS的EB段溶解度参数更接近;环烷烃与PB段溶解度参数更接近。所以SBS推荐充环烷油,SEBS推荐充石蜡油。

 

环烷油与SBS相容性较石蜡油好,且强度损失小,但试样邵尔A型硬度相对较高,流动性、耐屈挠性和光稳定性不如填充石蜡油好。

 

3、油品性能指标及影响

 

(1)运动黏度 运动黏度即流体的动力粘度与同温度(40℃,100℃)下该流体密度ρ之比。单位为(m^2)/s。用小写字母v表示。

 

运动粘度会影响充油的速度和充油后的力学性能;低粘度的油会较容易快速充入。

 

(2)氧化安定性(旋转氧弹法)是指石油产品在长期储存或长期高温下使用时抵抗热和氧化作用、保持其性质不发生永久变化的能力。

 

可以放入烘箱或者户外暴晒,观察颜色变化情况。如果颜色变化明显,则制品,尤其是透明制品可能会加工过程或者使用过程中发黄。

 

(3)闪点 是在规定的试验条件下,使用某种点火源造成液体汽化而着火的最低温度。闪燃是液体表面产生足够的蒸气与空气混合形成可燃性气体时,遇火源产生短暂的火光,发生一闪即灭的现象。闪燃的最低温度称为闪点。用规定的开口闪点测定器所测得的结果叫做开口闪点,用规定的闭口闪点测定器所测得的结果叫做闭口闪点,以℃表示。

 

(4)倾点,是指油品在规定的试验条件下,被冷却的试样能够流动的最低温度。

 

(5)赛波特颜色是指:当透过试样液柱与标准色板观测对比时,测得的与三种标准色板之一最接近时的液柱高度数值。赛波特颜色号规定为:-16(最深)-+30(最浅)。

 

实际生产时,经常会碰到线缆出油、产品表面发粘等问题。

 

那么,如何生产多充油不出油的材料呢?

 

1、通常制作TPE/TPR制品要手感爽滑性能好的,而影响其爽滑原因有:在保证流动性的情况下,尽量选择高分子的牌号,SBS尽量选择星型结构的;可以添加一些爽滑剂或者防黏剂。

 

2、充油时尽量保持转动,静置充油很容易使结块,且部分充油不均匀,当高充油量时,转数应降低,充油后最好静置一段时间,让油被SEBS/SBS充分吸收后再生产。

 

3、不同牌号的SEBS/SBS通常充油量是有倍数的,充的过多则会出现渗油等问题,如果充油后,还需降低成本,可以选择添加填料(碳酸钙,滑石粉)。

 

4、如果充油情况正常时,还出现渗油粘手现象,可能是SEBS/SBS材料质量不稳定或者油的质量不好。

弹性体用填充油的种类及选择
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来源:UTPE弹性体门户