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影响相容度(即润滑作用)的因素
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  (1)两种外润滑剂复配对塑化效果的影响。两种外润滑剂复配对塑化效果的影响及其复配结果对聚合物塑化时间的影响如下:
相容剂用量/质量份 塑化时间/min
PbSt 0.75 2.5
PbSt 1.50 6.5
PbSt 1.00+DBLS 0.50 2.7
PbSt 0.70+DBLS 0.75 3.2
PbSt 0.50+DBLS 1.00 4.8
DBLS 1.00 8.0
 
  这是一组两种外润滑剂相互影响的实例,按一般常规理解:外润滑作用稍差点润滑剂并用一个外润滑剂更强的润滑剂时,会使外润滑作用有所加强,可上述试验结构正好相反,并用以后比单独使用其中任何一种外润滑时的润滑作用均差,这可能是因为两种外润滑剂的熔点相差太远造成的。二碱式硬脂酸铅的熔点大于250℃,硬脂酸铅的熔点大于250℃,硬脂酸铅的熔点为110℃,又因为两种外润滑剂的相容度远大于PVC,所以在加工成型时,已熔化的硬脂酸铅把尚未熔化的二碱式硬脂酸铅粘接成一些颗粒较大的团粒,造成分散不均匀,使润滑剂对树脂粒子的润湿包覆、隔离很不完全,未被润滑剂包覆的树脂粒子链段在热及剪切力作用时仍能彼此扩散、相互缠结、塑化,所以两种外润滑剂并用以后,阻碍了树脂粒子相互扩散,塑化的能力有所下降,从而影响了外润滑剂的外润滑作用,即影响了表观溶解度或相容度。
  (2)相容度较大的内润滑剂其内润滑作用也较强。
  随着加入量的增加硬脂酸钙及硬脂酸的塑化时间及塑化扭矩均呈递减趋势,并且在加入相同份数时,硬脂酸钙的数值均比硬脂酸小一些,这表明硬脂酸钙及硬酸酸均是内润滑剂,并且硬脂酸钙的内润滑作用较强。
  相容度的大小取决于不同物质在混合时相互亲和力的大小,而相互亲和力的大小又取决于其极性(表面张力)相似的程度。由物理化学原理可知:极性越接近,相容度就越大,因为极性越接近,两组分的相互亲和力与各组分的内聚力越接近,但是这两种作用力的方向正好相反,所以在这种情况下,两种相反的作用力就越接近抵消,分散相即内润滑因势能较氏也趋于稳定,在热及剪切力作用下,分散相也较易于分散。
  硬脂酸钙是中强碱的硬脂酸盐,硬脂酸钙的极性显然比属于有机弱酸的硬脂酸强得多。另外两分子的硬脂酸之间可以形成氢键,进一步减弱了硬脂酸的极性。由于硬脂酸钙的络合键较强,聚氯乙烯树脂微粒的化学活性结点与硬脂酸钙形成的络合体系比硬脂酸络合体系更稳定,既然硬脂酸钙的极性比硬脂酸强,那么,硬脂酸钙润湿聚氯乙烯树脂微粒表面并被其毛细管吸附的能力也较强,所以硬脂酸钙的内润滑能力较强。
  内润滑剂的主要作用是降低树脂的内摩擦力,即降低树脂内分子链段间的相互作用力也就是范德瓦耳斯力,其中最强的相互作用力是树脂活性结点间和作用力。其它力,如诱导偶极矩及色散力原本就比较小,并且由于塑料加工时的高温,极大地增加了树脂分子的动能使色散力等变得更小,所以阻碍树脂链段运动的内摩擦力除了树脂链段间活性结点的络合键力以外,其它的树脂链段对摩擦的贡献主要是增加树脂链段运动时的空间位阻。如果这些树脂活性结点被屏蔽掉,与内润滑剂络合成键,树脂的内摩擦力要明显降低。当有极性不同的内润滑剂同时存在于树脂体系中时,极性强的内润滑剂与树脂链段的活性结点的络合概率要大一些,因为极性强的内润滑剂的络合链能比较大,被热及剪切力等外力破坏的概率要小一些。
  另一方面,每个硬脂酸钙分子有两上非极性的长链烷基,比只有一个长链烷基的硬脂酸所形成的局部润滑界面对树脂分子链段的相互作用(即润滑作用)的减弱效果要强得多,局部润滑界面较大,其微观本质是非极性的长链烷基所形成的局部润滑界面与极性树脂段间的作用力小于树脂链段间的作用力,又由于树脂链段间有许多小空隙,所以树脂链段在位移时,较易于移入润滑界面所在的位置,而内润滑剂可以任意变形的烷基则被挤入与之相邻的其它空隙中,从而减少了树脂链段位移时的阻力。
  在没有沸点对比数据的条件下,比较熔点或熔程式也能间接地比较内润滑剂的挥发性。因为熔点及沸点都是由物质的分子间作用力所决定,它们有着很好的一致性,一般熔点高者其沸点也比较高。硬脂酸钙的熔点大于148℃,而硬脂酸的熔点只有60℃左右,聚氯乙烯加工时,尤其是硬质聚氯乙烯加工时,温度远高于100℃,在不断搅拌混合的条件下,硬脂酸即使能渗入聚氯乙烯各导粒子中,由于它的挥发性,其比例也要比硬脂酸钙少得多。所以硬脂酸钙的相容度即表观溶解度大于硬脂酸,内润滑作用也较强,即润滑剂的化学结构影响内润滑剂的相容度利润滑作用。
  (3)内润滑剂对外润滑剂的影响。
  经过实验表明,内润滑剂不仅能促进塑化,降低熔体黏度,在和外润滑剂并用且比例适当时,与外润滑剂有很好的协同作用,而不是对抗效应。内润滑剂能加强外润滑剂延迟塑化的作用。
  还说明了内润滑剂在一般加入量时,并不是全部“渗入”到聚氯乙烯各层粒子中,而是有相当一部分停留在硬质聚氯乙烯各层粒子表面及加工设备的金属表面。对于内润滑剂渗“透入”聚氯乙烯微粒的数量或百分数比外润滑剂相对多一些。事实上熔化了的内润滑剂首先被金属表面及树脂各层粒子表面活性中心所吸附,然后才可能被树脂的毛细管吸附进微粒空隙中。
  (4)内润滑剂对内润滑剂的影响。
   经过实验证明,在有一种以上润滑剂的润滑体系中,润滑剂会相互影响在树脂中的相容度,即影响了润滑作用的强弱,这各影响有时很显著,甚至会改变内、外润滑剂的属性或行为。
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