您當前的位置:檢測資訊 > 科研開發(fā)
嘉峪檢測網(wǎng) 2021-02-05 09:17
眾所周知,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、塑料樹脂、助劑。
那么,SEBS/SBS為什么要充油呢?
很多人認為充油只是降低成本,其實,除了降低成本還可以改善SEBS/SBS流動性和降低硬度。大部分SEBS/SBS流動不好,加工性能較差,需要充油改善加工性能。
SEBS/SBS與油比例控制的好,油會跟SEBS/SBS材料成為相對穩(wěn)定的混合體系。反之,則會力學性能差、表面發(fā)粘等問題。
填充油種類
常見填充油有環(huán)烷油、石蠟油、芳烴油等。
芳烴油芳烴含量高,不適合在SEBS/SBS中使用,主要是因為芳烴結(jié)構(gòu)同聚苯乙烯鏈段相容性很好,會破壞SEBS/SBS苯乙烯嵌段的物理交聯(lián)點,大幅度降低材料的力學性能。
所以TPE生產(chǎn)中常說的充白油,其實是充環(huán)烷油或石蠟油,SBS推薦充環(huán)烷油,SEBS推薦充石蠟油。
環(huán)烷油、石蠟油是按礦物油本身分子結(jié)構(gòu)、組成方面差異不同而分類。
1.石蠟油
具有石蠟烴含量高,芳烴含量低,閃點高,揮發(fā)小等特點。整個油品中:環(huán)烷烴Cn比例低于40%,芳烴Ca含量低于10%,鏈烷烴含量高于55%,一般稱為石蠟油。石蠟基油分子結(jié)構(gòu)是以鏈烷烴為主。
具有鏈狀結(jié)構(gòu)的烷烴油相對于環(huán)烷烴油和芳烴油更為柔順,有利于提高試樣的耐屈撓性。
根據(jù)相似相容的原理可以看出,鏈烷烴與SEBS的橡膠段具有良好的相容性。
2.環(huán)烷油
環(huán)烷基油具有類似芳烴碳的環(huán)烷結(jié)構(gòu)和類似直鏈碳的支鏈結(jié)構(gòu),環(huán)烷基(Cn)比例高于40%,一般稱為環(huán)烷油。
比石蠟基油具有更好的PB橡膠相容性,同時以環(huán)型飽和烴結(jié)構(gòu)為主,耐老化性能好。
環(huán)烷烴含量高,能與SBS中PB段相容,使得PB段分子鏈更加柔軟,同時,環(huán)烷油加入使得分子間作用減弱,分子鏈活動性增加,導致共混物可塑性增加,使得鏈段運動范圍增大,拉伸時鏈段能夠充分伸展,外力消除后又容易恢復,分子鏈柔順性增加。
如何選擇填充油
1.芳烴含量
由于SBS是由PS與PB段構(gòu)成,前者位于分子兩端,PS鏈段間作用力使其形成些物理交聯(lián)點,聚集成物理交聯(lián)區(qū)域,分散于PB相中,呈微觀相分離狀態(tài)。
芳烴質(zhì)量分數(shù)高的環(huán)烷油溶度參數(shù)與PS接近,芳烴分子集中在聚苯乙烯相中,削弱了交聯(lián)點。應選擇芳烴質(zhì)量分數(shù)小于6%的油品。
2.相似相容原理
鏈烷烴與SEBS的EB段溶解度參數(shù)更接近;環(huán)烷烴與PB段溶解度參數(shù)更接近。所以SBS推薦充環(huán)烷油,SEBS推薦充石蠟油。
環(huán)烷油與SBS相容性較石蠟油好,且強度損失小,但試樣邵爾A型硬度相對較高,流動性、耐屈撓性和光穩(wěn)定性不如填充石蠟油好。
3、油品性能指標及影響
(1)運動黏度 運動黏度即流體的動力粘度與同溫度(40℃,100℃)下該流體密度ρ之比。單位為(m^2)/s。用小寫字母v表示。
運動粘度會影響充油的速度和充油后的力學性能;低粘度的油會較容易快速充入。
(2)氧化安定性(旋轉(zhuǎn)氧彈法)是指石油產(chǎn)品在長期儲存或長期高溫下使用時抵抗熱和氧化作用、保持其性質(zhì)不發(fā)生永久變化的能力。
可以放入烘箱或者戶外暴曬,觀察顏色變化情況。如果顏色變化明顯,則制品,尤其是透明制品可能會加工過程或者使用過程中發(fā)黃。
(3)閃點 是在規(guī)定的試驗條件下,使用某種點火源造成液體汽化而著火的最低溫度。閃燃是液體表面產(chǎn)生足夠的蒸氣與空氣混合形成可燃性氣體時,遇火源產(chǎn)生短暫的火光,發(fā)生一閃即滅的現(xiàn)象。閃燃的最低溫度稱為閃點。用規(guī)定的開口閃點測定器所測得的結(jié)果叫做開口閃點,用規(guī)定的閉口閃點測定器所測得的結(jié)果叫做閉口閃點,以℃表示。
(4)傾點,是指油品在規(guī)定的試驗條件下,被冷卻的試樣能夠流動的最低溫度。
(5)賽波特顏色是指:當透過試樣液柱與標準色板觀測對比時,測得的與三種標準色板之一最接近時的液柱高度數(shù)值。賽波特顏色號規(guī)定為:-16(最深)-+30(最淺)。
實際生產(chǎn)時,經(jīng)常會碰到線纜出油、產(chǎn)品表面發(fā)粘等問題。
那么,如何生產(chǎn)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,而影響其爽滑原因有:在保證流動性的情況下,盡量選擇高分子的牌號,SBS盡量選擇星型結(jié)構(gòu)的;可以添加一些爽滑劑或者防黏劑。
2、充油時盡量保持轉(zhuǎn)動,靜置充油很容易使結(jié)塊,且部分充油不均勻,當高充油量時,轉(zhuǎn)數(shù)應降低,充油后最好靜置一段時間,讓油被SEBS/SBS充分吸收后再生產(chǎn)。
3、不同牌號的SEBS/SBS通常充油量是有倍數(shù)的,充的過多則會出現(xiàn)滲油等問題,如果充油后,還需降低成本,可以選擇添加填料(碳酸鈣,滑石粉)。
4、如果充油情況正常時,還出現(xiàn)滲油粘手現(xiàn)象,可能是SEBS/SBS材料質(zhì)量不穩(wěn)定或者油的質(zhì)量不好。
來源:UTPE彈性體門戶