復(fù)合塑料潤(rùn)滑劑的制備及應(yīng)用

塑料加工中潤(rùn)滑劑是一個(gè)重要的加工助劑，其作用是賦予塑料潤(rùn)滑性，以減少有害摩擦并防止制品界面粘附。對(duì)于PVC和其它熱塑性樹(shù)脂而言，潤(rùn)滑劑依其功能可分為內(nèi)潤(rùn)滑劑和外潤(rùn)滑劑，目前市場(chǎng)上產(chǎn)品多為單一性能的潤(rùn)滑劑，其功能受到限制，研制一種既有內(nèi)潤(rùn)滑性又有外潤(rùn)滑性的產(chǎn)品無(wú)疑是有意義的。

　　1配方設(shè)計(jì)塑料潤(rùn)滑劑的內(nèi)、外潤(rùn)滑性在嚴(yán)格意義上說(shuō)沒(méi)有明顯的界限，但單一組分的物質(zhì)要同時(shí)滿(mǎn)足塑料加工中的外潤(rùn)滑性和內(nèi)潤(rùn)滑性是困難的，我們選取脂肪酰胺類(lèi)作為外潤(rùn)滑組分，它的熔點(diǎn)高，具有特殊的界面潤(rùn)滑作用，酰胺化合物有一定的表面活性，能使填料、顏料等分散性提高，并有抗靜電功能。采用脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)作為內(nèi)潤(rùn)滑組分，由于脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)的酯基和未酯化的羥基的存在而使得極性較大，與PVC極性樹(shù)脂的相容性較好，具有強(qiáng)親和性。選取乙撐雙硬脂酰胺（EBS）為外潤(rùn)滑組分，硬脂酸單甘酯（GMS）為內(nèi)潤(rùn)滑組分。

　　2乙撐雙硬脂釀胺（EBS）的合成EBS的通常合成方法有：（1）硬脂酸與胺類(lèi)化合物反應(yīng)；（2）硬脂酸酯與胺類(lèi)化合物反應(yīng)；（3）硬脂酰氯與胺類(lèi)反應(yīng)；（4）腈化合物水解。以上4種合成方法，以第1種最為簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件不苛刻，且制備過(guò)程無(wú)污染。故選硬脂酸與胺類(lèi)化合物反應(yīng)。胺類(lèi)選用乙二胺，一步合成EBS.采用一步法合成EBS，其實(shí)質(zhì)過(guò)程是兩個(gè)過(guò)再經(jīng)加熱過(guò)程，使胺鹽分解，脫去二分子水，得到EBS，反應(yīng)式為：成鹽的過(guò)程是一個(gè)放熱反應(yīng)，應(yīng)控制反應(yīng)溫度，如溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致胺解反應(yīng)，使胺鹽色澤加深，從而最終影響產(chǎn)品顏色，適合的溫度為100 ~120*Q不能高于120 *C.胺鹽的分解是可逆過(guò)程，在提高物料溫度，達(dá)到分解溫度時(shí)，應(yīng)迅速地將水移出反應(yīng)系統(tǒng)，才能使胺解過(guò)程進(jìn)行到底，溫度控制在150~230C需要指出的是，在成鹽階段，雖然過(guò)程很容易進(jìn)行，但該過(guò)程是放熱反應(yīng)，乙二胺容易揮發(fā)而使投料比不準(zhǔn)確，影響反應(yīng)，故應(yīng)使乙二胺適當(dāng)過(guò)量。在胺解階段，其過(guò)程所需I丨2002―08― I丨王立新，男，工程師，1983年畢業(yè)于貴州工學(xué)院化工系，一直從事技術(shù)工作。

　　王立新：復(fù)合塑料潤(rùn)滑劑的制備及應(yīng)用助劑的時(shí)間與脫水速度有直接關(guān)系。

　　3單硬脂酸甘油酯（GMS）的合成單硬脂酸甘油酯的合成方法主要有：甘油酯化法、酯交換法、縮水甘油法、化學(xué)基因保護(hù)法及油脂水解法等。甘油酯化法與其它方法相比，工藝成熟并且簡(jiǎn)單，其特點(diǎn)是單脂的含量占60%~ 70%，有30%~40%的雙脂，還有少量的三脂以及硬脂酸和甘油。如要提高單脂含量，需經(jīng)分餾法處理，其成本會(huì)大大增加而且工藝復(fù)雜，要求的真空度為1 ~1.5Pa設(shè)備條件難以達(dá)到要求。而GMS作為塑料潤(rùn)滑劑在混有二脂的狀況下內(nèi)潤(rùn)滑性能會(huì)有下降，但從經(jīng)濟(jì)成本考慮，采用甘油酯化法是可以接受的O其反應(yīng)式為：CH2OC——R CH2OH配比：n（硬脂酸）：n（甘油）=1：1.5，催化劑采用堿性固體催化劑（如NaOH），用量為硬脂酸的0.1%，反應(yīng)溫度為180~200時(shí)間為3~4h. 4復(fù)合塑料潤(rùn)滑劑的制備將乙撐雙硬脂酰胺和單硬脂酸甘油酯分別粉碎，經(jīng)適當(dāng)?shù)谋壤浞只旌暇鶆?，?jīng)造粒機(jī)擠出即得到具有塑料內(nèi)潤(rùn)滑性和外潤(rùn)滑性的一包裝的潤(rùn)滑劑。

　　5復(fù)合潤(rùn)滑體系對(duì)PVC塑料加工應(yīng)用的影響5.1擠出試驗(yàn)設(shè)備：Y20單螺桿擠出機(jī)。擠出條件：溫度C；轉(zhuǎn)速，40r/min.擠出實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表1.表1擠出試驗(yàn)結(jié)果編號(hào)硬脂酸/石蠟擠出量/（擠出表面從表1數(shù)據(jù)可知，GMS/EBS潤(rùn)滑體系比硬脂酸/石蠟潤(rùn)滑體系的擠出量要高，特別在GMS、EBS各占50%時(shí)擠出量比硬脂酸/石蠟潤(rùn)滑體系高25.13%，但在8皿3占30%，瓦83占70%時(shí)的擠出表面光潔度下降，外觀較差。

　　5.2沖擊試驗(yàn)試驗(yàn)方法依據(jù)GB1043―93；試驗(yàn)設(shè)備：SK―160B，雙輥簡(jiǎn)塑煉機(jī)；XCT*500，沖擊試驗(yàn)機(jī)；潤(rùn)滑劑用量：1為硬脂酸/石蠟（1：1），1份；2為GMS/EBS（1：1），1份。沖擊試驗(yàn)結(jié)果列于表2.表2沖擊試驗(yàn)結(jié)果樣品平均值從表2可知，GMS/EBS潤(rùn)滑體系的沖擊性能優(yōu)于硬脂酸/石蠟潤(rùn)滑體系。

　　5.3電性能試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果列于表3.表3電性能測(cè)試結(jié)果樣品平均值從表3可知，以GMS/EBS作為復(fù)合潤(rùn)滑體系，體積電阻率增高，對(duì)于PVC電纜料較為有利。6結(jié)語(yǔ)GMS/EBS體系復(fù)合塑料潤(rùn)滑劑用在PVC塑料中，潤(rùn)滑效果較好，對(duì)于制品的物理性能也有改善，但其最佳用量還需作進(jìn)一步的研究。