石油系增塑劑

石油系增塑劑是石油加工過程中所得的油品，主要包括芳烴油、鏈烷烴油、環(huán)烷烴油；其它通用的油品還有機械油、柴油、重油、凡士林、石蠟、瀝青和石油樹脂等。

石油系增塑劑對膠料性能和成品使用性能的影響取決于它們的組成和性質。油品中烴的種類不同對膠料和硫化膠的性能產(chǎn)生不同的影響。烷烴和環(huán)烷烴對膠料的增塑作用較芳香烴大，而且含量越高，增塑效果越明顯。芳香烴能增加膠料的粘合性。烷烴和環(huán)烷烴能改善硫化膠的生熱、彈性和耐寒性能，而芳香烴能使硫化膠保持較高的強力。

為了改善膠料加工性能而在混煉時加到橡膠中的石油系油品，稱為“操作油”或“加工油”；在合成橡膠生產(chǎn)時，為了降低成本和改善膠料的某些性能，直接加到橡膠中的油品，其用量在15份以上時稱為“填充油”，14份一下時也稱作“操作油”。

1、石油系增塑劑的性質

(1)物理性質

①相對密度、初沸點

相對密度指各組分平均值，它與粘度相關聯(lián)，并影響膠料的相對密度。初沸點表示油的揮發(fā)性，沸點低容易在膠料中形成氣泡。

②粘度

粘度既影響膠料的塑性，也影響硫化膠的物理機械性能。低粘度能使硫化膠具有較低的硬度和較高的彈性，高粘度會使硫化膠的拉伸強度、伸長率和生熱增大，定伸應力、耐寒性和彈性降低，但耐熱性能較好。石油系增塑劑的粘度主要取決于環(huán)烷烴和芳香烴的含量，含量越高，粘度越高。

③凝固溫度

凝固溫度取決于增塑劑的分子量及烴的種類、含量和結構。低凝固點的增塑劑能使膠料具有良好的工藝性能，并便于在不同季節(jié)中使用。

④閃點

閃點表示石油系增塑劑中存在低沸點餾分的情況。

⑤苯胺點

苯胺點是測定石油系增塑劑中烴類含量的指標。苯胺點越高，含烷烴越多；苯胺點越低，含芳香烴越多；苯胺點高，分子量也高。

(2)化學性質

①瀝青質

是石油系增塑劑中不溶于正戊烷的含少量S、O、N的碳氫化合物。瀝青質含量高會使膠料變硬，在膠料中不易分散并有污染性。

②氮堿

是除去瀝青質后用85%冷硫酸處理的不溶于正戊烷的含有吡啶、硫醇、羧酸、醌等極性化合物的部分。這類物質對膠料有軟化和增粘效果，并對硫化有弱促進作用，硫化曲線平坦，但有污染性。

③{dy}親酸物

是石油系增塑劑中與97%冷硫酸作用不溶于正戊烷的部分。它是增塑劑在硫化時消耗硫黃的重要部分。

④第二親酸物

是{dy}親酸物的液體殘留物，其不飽和度比{dy}親酸物小，與所有橡膠的相容性好，沒有污染性，對硫化無影響。

⑤飽和烴（烷烴、環(huán)烷烴）

石油系增塑劑中不與發(fā)煙硫酸作用的飽和烴部分，其中主要是環(huán)狀飽和烴。該組成除丁基橡膠外，與其它橡膠相容性都低，但在tr橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠中有利于膠料的混煉和壓出，對粘著性起有效的抑制作用。烷烴由直鏈烷烴、帶側鏈烷烴及環(huán)烷烴等組成，其中環(huán)烷烴與橡膠的相容性較鏈烷烴好，不易噴出。

高芳烴油：

相對密度0.95～1.034，芳烴碳原子數(shù)含量一般為60～85%，{zd1}40%。芳烴油與鏈烷烴油、環(huán)烷烴油相比加工性能{zh0}，在橡膠中的配合量也可較前兩種高些。作填充油用量可達30份以上，但具有一定程度的污染。

環(huán)烷烴油：

相對密度0.86～0.96，芳烴碳原子數(shù)含量16～49%。本品作為橡膠軟化劑性能介于鏈烷烴油及芳烴油之間，污染性比芳烴油小。

鏈烷烴油（石蠟油）：

相對密度0.85～0.95，芳烴碳原子數(shù)含量10～40%。本品與橡膠的相容性差，加工性能差，但對橡膠物理機械性能的影響比較好，用作一般的軟化劑，用量小于15份，用于飽和性橡膠的效果更好，污染小或不污染。

機械油：

棕褐色油狀體，無污染性。相對密度0.91～0.93。本品為潤滑性增塑劑，工藝性能較好，但用量過多或質量變動時會噴出表面，影響粘合力。

石油瀝青：

黑色固體或半固體物質，有污染性，高軟化點（120～150℃）瀝青稱為礦質橡膠，相對密度1.0～1.15。本品為溶劑型增塑劑，能提高膠料的粘性和挺性，可改善膠料的壓出性能及硫化膠的抗水膨脹性，在含炭黑膠料中，用量一般為5～10份，對橡膠制品兼有一定的補強作用，用于不飽和的非極性橡膠，其用量達10份而不會降低硫化膠強度，但會降低彈性和提高硬度。本品與硫黃作用后生成不溶性物質，故有遲延硫化的作用。

(二)煤焦油系增塑劑

煤焦油系增塑劑包括煤焦油、古馬隆樹脂和煤瀝青等，此類增塑劑常含有酚基或活性氮化物，因而與橡膠相容性好，并能提高橡膠的耐老化性能，但對促進劑有抑制作用，對硫化有影響，同時還存在脆性溫度高的缺點。

(三)松油系增塑劑

此類增塑劑包括松焦油、松香、松香油及妥爾油等，松油系增塑劑多含有有機酸基團，能提高膠料的粘著性和有助于配合劑的分散，一般對硫化過程有遲緩作用。

(四)脂肪油系增塑劑

此類增塑劑包括由植物油及動物油制取的脂肪酸、甘油和黑油膏、白油膏等。植物油的分子大部分由長烷烴鏈構成，因而與橡膠的互溶性低，僅能提供潤滑作用，它們的用量一般很小，主要用于tr橡膠中。脂肪酸（如硬脂酸、蓖麻酸等）有利于炭黑等活性填充劑的分散，能提高耐磨性，同時它又是硫化促進助劑。

(五)合成增塑劑

此類增塑劑按化學結構一般可分成八類：①苯二甲酸酯類；②脂肪二元酸酯類；③脂肪酸酯類；④磷酸酯類；⑤聚酯類；⑥環(huán)氧類；⑦含氯類；⑧其它。

二、化學增塑劑

通過化學作用增強生膠塑煉效果，縮短塑煉時間的物質，稱為化學增塑劑。與物理增塑劑比較，它具有增塑效果強，用量少，對制品的物理機械性能幾乎沒有影響的特點。

化學增塑劑在塑煉過程中的增塑作用有兩種情況：一種是增塑劑本身受熱、氧作用產(chǎn)生游離基，使橡膠大分子裂解；另一種是封閉塑煉時生膠分子斷鏈的端基，使其喪失活性，不再重新結聚。

一般來說，化學增塑劑的增塑作用隨溫度增高而增大。

化學增塑劑除用于生膠的塑煉外，還可用作再生膠的再生活化劑。

某些硫化促進劑，如促進劑M、DM和二枯基過氧等，對tr橡膠有一定的增塑作用，也可作為增塑劑使用。

五氯硫酚：

具有松節(jié)油氣味的灰色粉末，相對密度1.70～1.83，熔點200～210℃。無污染性，應在低溫干燥處貯存。tr橡膠、丁苯橡膠和丁腈橡膠（中等丙烯腈含量）的塑解劑，md，使用安全。在100～180℃下能充分發(fā)揮其效能，當加入硫黃時，塑解作用即終止。該品也可作合成橡膠的再生活化劑使用。