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聚乙烯蜡小编介绍Fisch关于润滑剂“饱和浓度”及“润滑作用常数”的缺憾

文章出处:网责任编辑:青岛赛诺作者:青岛赛诺人气:-发表时间:2019-06-11 09:16:00【

  长期以来,国外许多学者一直把塑料润滑剂能否降低树脂的玻璃化温度用来判断它在树 脂中的表观溶解度(即其相容性),进而推断它的内或外润滑作用的强弱。1998 年Fisch用先进的测温仪DSC来测定润滑剂降低PVC树脂的玻璃化温度,并根据降低玻璃化温度数据推导出润滑剂在PVC中“饱和浓度”及其“润滑作用常数”。他们的研究结论被引用于2005年英文版(中文版2008年)《聚氯乙烯手册》中。但是笔者个人认为他们的研究方法及结论仍然不太科学,所得的结论也令人难以信服。详述如下,并希望广大读者批评指正。1

 

  塑料润滑剂在PVC树脂中的“饱和浓度”及其“润滑作用常数”笔者认为不是一个常数,而是一个变量,它们随着PVC的加工条件而变化,在加工条件恒定时它们随着PVC配方中的组成而变化,尤其是PVC配方中是否存在增塑剂或其他塑料润滑剂而极其显著的变化。所以笔者认为在指出润滑剂具有类似真溶液那样,也有“表观溶解度”(即饱和浓度),还应同时指出润滑剂作为“溶质”也像真溶液那样有类似“盐析”及“同离子作用”现象,它的表观溶解度(即饱和浓度)随着配方中是否存在与PVC树脂相溶度更好的其他助剂,如果存在这类助剂时,其表观溶解度(即饱和浓度)就会变小,而显外润滑作用,这种外润滑作用之强往往超出人们的想象,这种现象不能用常规的“相容性”或“相容度”来解释,只能用界面化学关于并用两种表面活性剂能极其显著地降低其界面张力的规律来理解。

 

  降低玻璃化温度方法 测定PVC物料状态与润滑剂实际起作用时PVC物料状态不一致,因而用降低玻璃化温度方法分别测定只含有内或外润滑剂的样本没有代表性。

 

小分子量的增塑剂或内润滑剂由于分子极性(表面张力)较强,与强极性PVC树脂极性(表面张力)接近,增塑剂或内润滑剂分子与PVC分子相互作用力较强,因而作为小分子的内润滑剂在常规添加量时能达到分子级均匀分散在PVC树脂中,从而降低了玻璃化温度并促进了PVC树脂的塑化。

 

如果内润滑剂在PVC树脂中加入5份、10份、15份时必然有相当多的内润滑剂在PVC中的表观溶解度或称之为(饱和浓度)小于5份,这时必然有一部分内润滑剂转为外润滑剂,在塑化之前相当一部分存在PVC微粒表面及PVC与金属加工设备之间。在塑化之后,这部分内润滑剂全都存在于PVC溶体与金属加工设备表面。为了检测PVC玻璃化温度所制得的样本中内润滑剂的含量必然低于设计的内润滑剂的添加量,因而这样的样本没有代表性。

 

外润滑剂由于分子极性较弱或几乎没有什么极性(表面张力),它远比PVC分子极性 (表面张力)小很多,它们与PVC分子间作用也小很多,由于PVC分子间作用力远大于外润滑剂与PVC分子间作用力,因而在常规添加量(0.1~1.0份) 时在塑化前,外润滑剂包覆在PVC微粒表面及PVC与金属加工设备表面,塑化后外润滑剂主要存在于PVC熔体与金属加工设备之间。因而测定降低玻璃化温度所制得的PVC样品中所含的外润滑剂极少。如果外润滑剂的添加量为5份、10份时,润滑剂被剪切力及PVC分子的排斥力共同作用下,外润滑剂会在PVC树脂的局部富集成团,分子团的内部的大量外润滑剂就不能起到隔离PVC分子作用力的作用,对降低PVC玻璃化温度没有贡献。

 

分子量较低,较容易挥发的石蜡、硬脂酸等外润滑剂,在PVC塑化以后存在于PVC树脂内的局部富集成大分子团以后,由于塑化温度远远高于其沸点,有相当一部分外润滑剂气 化,在常温时PVC内部形成了空洞,也会造成PVC样本密度的不均一性。所以笔者认为, 只含有外润滑剂的样本中外润滑剂的含量不可能与设计的添加量一致,其样本中外润滑剂也 不可能均匀分布。所以笔者认为用PVC树脂降低玻璃化温度方法测定润滑剂,尤其是外润滑剂与PVC树脂的相容度,进而推导出其“饱和浓度”及其“润滑作用常数”的方法原理上不可取,测试结果误差也必然较大。

 

 Fisch与King具有同样的问题  在PVC实际配方中的润滑剂添加量为0.1~1.0者更小(由于被检测的响应值——因变量温度的变化实在太小,他们不得不加大自变量——润滑剂添加量份数)润滑剂添加份数扩大了50倍以上(5份时)。这就像用普通的机械手表检测毫秒级时间一样,使人们不能不怀疑其检测结果的准确度。

 

来源:《塑料助剂与配方设计技术》

 

 

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