内润滑的作用与机理是什么

来源：塑胶五金网发布时间：2013-08-09 09:50:20点击率：

　　【塑胶五金网】被广泛接受的内润滑作用的定义是所有改变聚合物相内流变性的作用的总和。依照内部作用对外部作用的比率对润滑剂进行分类，可提供有用的信息，从而确定产品的配方。目前，润滑剂在塑料中的用途、性能、用量及价格成本等方面的因素，都在影响着产品的应用及效益。所以，更加认真细致地研究润滑剂在塑料中的作用及机理，显得尤为重要。

　　①降低黏度热塑性塑料熔体的流动性不能通过升高熔融温度来持续提高，大分子的化学不稳定性限制了以提高温度来提高流动性。提高加工温度不仅需要更多的能量，而且更长的冷却过程会降低产量。选择更易流动的低相对分子质量树脂，可能并不是解决这一问题的合适方法。在这种情况下，必须要考虑到材料某些性能的损失。

　　在很多应用中，高相对分子质量树脂在高温下具有更高的韧性和尺寸稳定性是非常重要的。因此，就需要采用那些既可显著提高聚合物熔体流动性，又对树脂性质没有负面影响的润滑剂。除此以外，应该尽可能在润滑剂浓度的情况下满足这些需要。参见图2-6。

　　图2-7所示为一种润滑剂对一类具有高热变形温度的ABS树脂的作用。同时也阐释了润滑剂对流动性的促进作用。显然，软化温度和流动性的提高之间并没有直接的联系。典型的用于降低极性塑料黏度的润滑剂是脂肪酸多元醇的偏酯。在聚烯烃中加入长链烃类化合物 (如聚乙烯蜡和聚丙烯蜡)，可得到同样的效果。因为润滑剂对这类聚合物内表面不起作用，所以添加于它们的润滑剂量要比聚氯乙烯的多。

　　②降低热损耗能量的损耗是因为机械能转化为热。高速加工装置对聚合物熔体产生大的剪切力。熔体的黏度越大，则转化为热的机械能就越多 (损耗)。结果是局部热量过高或者产生不希望的 “剪切热降解”。

　　有些塑料在生产过程中，由于定型的需要，要求熔体的黏度较高。比如，以吹塑法生产薄膜及瓶子时，挤塑型坯需要较高的机械强度。如果此时高聚物的热稳定性达到其极限，比如，生产采用钙/锌作为稳定剂的聚氯乙烯饮料瓶时，润滑剂必须能够减少加工过程中的热损耗。典型的用于减小热损耗的润滑剂有褐煤酸酯和皂。它们的长链脂肪基团能明显防止聚合物的溶剂化，但对内表面有显著的润滑作用。

　　图2-6 聚氯乙烯中润滑剂浓度对产量的影响

　　图2-7 不同润滑剂对ABS维卡软化点及流动性的影响

　　(无润滑剂时ABS的软化点为113℃，润滑剂用量为2%)

　　上述作用在流变学上可解释为熔体特性黏度的增加，这就意味着与牛顿流体有较大的偏离。剪切应力低的情况下，熔体黏度高，则其强度也高。较高的剪切应力会造成更低的表观黏度。

　　一些研究者认为这种润滑作用是外部作用。至于黏度的减小，是因为润滑剂作用在小球内表面而使熔体流动性得到提高，也就是说，是作用在熔体内部。这种作用与后面所讨论的脱模作用是不同的。有一些润滑剂有着强的脱模作用，但对强剪切作用下产生的热量所起的作用很小。

　　和减小黏度的内润滑剂一样，有着强的降低热损耗作用的物质与聚合物有着良好的相容性。在通常采用的浓度下，聚合物很少或者几乎不发生浊化现象，同时维卡软化点只稍有降低或几乎不受影响。不像典型的外润滑剂，熔体行为 (塑化) 只是适度地受阻。

　　这种自我调节的润滑作用在压延加工中特别重要。因为辊隙处的剪切力很高，过度的能量损耗会导致聚合物褪色甚至降解。尽管如此，必须有足够的压力，以确保形成光滑平整的表面。同时，从高速运转的压延机辊筒上将热的塑料膜剥离而不致使其破裂，需要熔体具有较高的熔体强度。

　　在无机粉体与合成树脂共混复合材料中，润滑剂还可使无机粉体表面润滑的同时，低分子润滑剂在一定的温度、剪切力等作用下，浸润到无机粉体的整体，使无机粉体的结构性能由亲水性转变为亲油性。

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