橡膠加工助劑的應(yīng)用指導(dǎo)
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橡膠加工助劑是一類橡膠配合劑，從功能性方面來(lái)講主要包括潤(rùn)滑劑、分散劑、均化劑、脫模劑和物理增塑劑，從狹義的角度講，主要指對(duì)用于改善混煉操作及混煉膠壓延、壓出、注射等加工性能的加工助劑。
橡膠加工助劑按其化學(xué)成份分類分為：
1. 高級(jí)脂肪酸
在高級(jí)脂肪酸中，硬脂酸是用作加工助劑歷史最長(zhǎng)的也是橡膠配合中不可缺少的助劑，既可作為硫化促進(jìn)劑，也可作為潤(rùn)滑分散劑和抗炭黑凝結(jié)劑。鑒于對(duì)橡膠硫化性能的影響，除硬脂酸外，其他脂肪酸基本不用。
2. 脂肪酸金屬鹽
通過(guò)將脂肪酸轉(zhuǎn)變成脂肪酸金屬鹽，則其熔點(diǎn)增高，操作性得到改善。
脂肪酸金屬鹽中宜用作固態(tài)橡膠添加劑的有鋅鹽、鈣鹽、鉛鹽、鋇鹽等，其中硬脂酸鋅是其早期的代表品種（主要用作PVC的穩(wěn)定劑）。碳原子數(shù)C15-23的不飽和鍵動(dòng)物油脂肪酸金屬鹽的潤(rùn)滑性較大，但耐熱性不穩(wěn)定，而且對(duì)硫化膠的物理機(jī)械性能有影響（多半會(huì)降低），因此選用時(shí)要注意，用量大時(shí)會(huì)延緩硫化而且會(huì)降低硫化膠的物理機(jī)械性能。
3. 脂肪酸酯
按脂肪酸和醇的種類不同可合成多種酯類的橡膠加工助劑，因脂肪酸酯是酯的化合物，其化學(xué)性能方面呈中性，對(duì)橡膠硫化無(wú)不良影響，且對(duì)混煉膠的降粘作用較小，同時(shí)可提高填充料的分散性和潤(rùn)滑性，是主要的橡膠加工助劑。
4. 脂肪酸酰胺
脂肪酸酰胺用作PVC的潤(rùn)滑劑有良好的效果，但用于橡膠不但會(huì)影響硫化（焦燒），還會(huì)使硫化膠產(chǎn)生明顯的噴霜現(xiàn)象，故而其應(yīng)用受到限制。
5. 烴類加工助劑
烴類加工助劑主要有石蠟、精白蠟和凡士林等，前兩個(gè)用作抗臭氧劑的效果要比潤(rùn)滑劑的效果好，該類加工助劑的外部潤(rùn)滑作用要比內(nèi)部潤(rùn)滑作用的效果顯著，可提高膠料的壓出、注射等加工性能，但應(yīng)控制用量以免引起噴霜。
6. 復(fù)合型加工助劑
復(fù)合型加工助劑往往是以上二種或二種以上的成分組成的復(fù)配助劑，從考慮操作這一角度出發(fā)，還常常包含有填料。復(fù)合型加工助劑雖可認(rèn)為其有加和性，但實(shí)際上其協(xié)同效果并不太大。
加工助劑的作用
1. 潤(rùn)滑劑
潤(rùn)滑劑的作用主要是改善橡膠及其膠料在加壓下的流動(dòng)性，以提高壓出、注射工藝的操作效率，或者降低半成品的不合格率，比如丁腈橡膠混煉膠擠出工藝，潤(rùn)滑劑（脂肪酸鋅或脂肪酸酯）的效果比普通增塑劑如DBP要優(yōu)越。再比如氯丁橡膠混煉膠壓出工藝，復(fù)合型的脂肪酸衍生物的潤(rùn)滑效果最合適，而且還可改善膠料的輥筒操作性能（通過(guò)對(duì)氯丁橡膠混煉膠防粘效果測(cè)試比較，脂肪酸金屬鹽好于石蠟，而石蠟要好于脂肪酸酯）。
2. 分散劑
脂肪酸金屬鹽或脂肪酸酯可促進(jìn)炭黑等填充劑在橡膠中的分散性是眾所周知的，尤其是分散劑成份為特種高級(jí)不飽和脂肪酸金屬鹽在添加到含炭黑的丁苯SBR膠料中，加入3份時(shí)分散效果就已明顯。此外，脂肪酸酯類單獨(dú)使用或與環(huán)烷烴操作油并用，其分散性均比單獨(dú)使用操作油的要高�？梢詳嘌�，能過(guò)表面活性劑的作用，脂肪酸類分散劑被吸附在炭黑粒子上，炭黑粒子聚合體裂碎致使其分散性提高，這是主要原因，另外比如碳酸鈣和氧化鋅等特殊表面處理劑的作用機(jī)理也與此相近。
3. 增塑劑
能使橡膠增塑的方法有三種：化學(xué)增塑法、物理增塑法、機(jī)械增塑法。其中物理增塑劑（也稱軟化劑）的增塑作用雖然比化學(xué)增塑劑差得多，但可獲得適宜的可塑度。通過(guò)對(duì)三元乙丙橡膠、氯丁橡膠、天然橡膠炭黑配合膠料添加各種增塑劑的測(cè)試，從降低門尼粘度的總體效果來(lái)說(shuō)，還是復(fù)合型肪酸酸衍生物混合物的效果最好，其次是脂肪酸金屬鹽類的增塑效果也較好。
4. 防焦劑
這里所提及的防止焦燒（防焦劑）不是像硫化延遲劑那樣對(duì)硫化反應(yīng)進(jìn)行化學(xué)性延遲的助劑，而是指通過(guò)加工助劑的外部和內(nèi)部潤(rùn)滑作用抑制內(nèi)部生熱，發(fā)揮防焦作用的防焦劑。
5. 隔離劑
在混煉和各種成型加工中，混煉膠與加工機(jī)械粘連會(huì)降低操作效率，增加半成品不合格率，從而影響生產(chǎn)效率，為防止膠片或半成品互相粘連，可用粉狀隔離劑覆蓋膠料表面，以達(dá)到防粘的目的。含氯類橡膠與金屬 的粘附性強(qiáng)，在輥筒上加工較困難，從對(duì)氯丁橡膠炭黑配合膠料的防粘合測(cè)試情況來(lái)看，脂肪酸金屬鹽和脂肪酸酯的效果都不錯(cuò)。
6. 均勻劑
為改善通用二烯類橡膠（天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠）的耐臭氧性，常將它與三元乙丙橡膠共用，但是不同膠種間共用存在著膠種相容性、共硫化性和配合劑分散性等問(wèn)題，與單一橡膠相比，并用硫化橡膠的物理機(jī)械性能大都會(huì)降低。添加烴類加工助劑可改善比如NR/EPDM并用膠的抗臭氧老化效果。
加工助劑的使用方法
加工助劑對(duì)各種橡膠的作用分別敘述如下：
1. 天然橡膠(NR) 天然橡膠經(jīng)適度塑煉，因其粘彈性較難控制，因此擠出成型時(shí)半成品表面容易產(chǎn)生不光滑問(wèn)題，對(duì)此可添加脂肪酸金屬鹽類潤(rùn)滑性較強(qiáng)的加工助劑，該類助劑除可改善膠料的擠出性能外，還可獲得增塑效果，且對(duì)硫化膠的物理機(jī)械性能基本無(wú)影響（3-5份為宜）。
2. 丁苯橡膠(SBR) 丁苯橡膠配合膠料易生熱、焦燒，使半成品表面不光滑，對(duì)此使用脂肪酸酯類加工助劑效果較好�；蛘咧舅峤饘僭睇}也有良好的效果，不影響焦燒時(shí)間，同時(shí)能改善膠料的擠出性能。充油丁苯橡膠配合膠料擠出過(guò)程中有時(shí)會(huì)產(chǎn)生滑流現(xiàn)象，此時(shí)需添加增粘劑。
3. 丁腈橡膠(NBR) 丁腈橡膠的SP值為9.6-10.3，比一般二烯類橡膠的高，因此不能使用天然橡膠、丁苯橡膠等采用的橡膠軟化劑，丁腈橡膠高溫混煉時(shí)容易產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象，加之?dāng)D出加工時(shí)生熱大，因此需要添加防焦劑（脂肪酸酯類），但應(yīng)控制用量在5份以下，因?yàn)樵擃愔鷦┯昧窟^(guò)多時(shí)會(huì)出現(xiàn)硫化后噴霜現(xiàn)象。
4. 氯丁橡膠（CR） 氯丁橡膠與天然橡膠不同，其彈性相處于低溫區(qū)域（70-80攝氏度），因此需低溫混煉。氯丁橡膠變軟后容易粘輥，為便于操作，擬使用復(fù)合型加工助劑脂肪酸衍生物混和物最理想，通過(guò)試驗(yàn)得知配合加工助劑的膠料的擠出性、伽維口型得分以及在模型內(nèi)的流動(dòng)性均良好。
5. 丁基橡膠（IIR） 丁基橡膠彈性差，擠出成型狀況也類似于塑料，添加軟化劑時(shí)作用相反，需要增強(qiáng)其挺性。為排除氣泡，膠料壓延需進(jìn)行高溫操作，而作為此時(shí)的防粘加工助劑，脂肪酸金屬鹽類或酯類、低分子量聚乙烯效果顯示均良好。添加脂肪酸酯類加工助劑時(shí)，添加量3份為宜，也不影響丁基橡膠硫化膠的物理機(jī)械性能。
6. 三元乙丙橡膠（EPDM） 膠料的加工性能通過(guò)使用軟化劑可在某種程度上得到解決，但對(duì)于三元乙丙橡膠而言，因其粘附性差，必須使用增粘劑。對(duì)于電線等低填充配合的三元乙丙橡膠制品，需要使用對(duì)改善表面起明顯效果的脂肪酸金屬鹽類和脂肪酸酯類加工助劑。
7. 氯磺化聚乙烯(CSM) 脂肪酸金屬鹽類對(duì)于改善氯磺化聚乙烯配合膠料的混煉、擠出加工性能效果不錯(cuò)，添加量1-2份為宜，過(guò)多會(huì)降低硫化膠的物理機(jī)械性能。
8. 氯醚橡膠（CO,ECO） 氯醚橡膠的輥筒操作性能差，一般要用脂肪酸對(duì)其進(jìn)行改善，氯醚橡膠配合膠料的抗擠出性能（主要為擠出速度）也較差，對(duì)此將脂肪酸與脂肪酸酯類加工助劑進(jìn)行并用可獲得良好效果。
9. 丙烯酸酯橡膠（ACM） 丙烯酸酯橡膠和氯醚橡膠一樣，脂肪酸酯類加工助劑最能有效改善其輥筒操作性能和壓出性能。
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