本章主要内容
前言
软化增塑原理 石油系软化剂 其他软化增塑剂 重增塑剂品种和用量。
前言
1．什么是软化增塑作用？ 其实质就是降低橡胶胶料的大分子间的相互作用 力，表现为降低胶料粘度，增加混炼胶的流动性，加 速配合剂的分散，缩短混炼时间；降低压延、压出的 膨胀收缩率，改善压延、压出制品的表面光滑性，增 加胶料在模具中的流动性，在一定程度上改善硫化胶 的低温性、回弹率及强伸等性能，这些作用就称为软 化及增塑作用。
对碳黑等粉状配合剂有湿润作用，使之易于分散于胶料 中，缩短混炼时间，提高混炼效果，同时可减少压延挤 出胶料的膨胀收缩率； 增加制品的柔软性和耐寒性，能有限度提高回弹性、强 伸撕裂性，改善耐屈挠性，降低硬度；
增进胶料的自粘性和粘性。
5．参考书
《橡胶工艺原理》
《橡胶工艺学》 《橡胶工业手册》第二分册 《塑料橡胶加工助剂》
软化剂增塑剂选用原则：一般是对极性橡胶应选用极性的 软化增塑剂，对非极性的橡胶选用非极性的软化增塑剂。 但极性橡胶与极性增塑剂的选择往往有亲核亲电相匹 配的问题。 例：PVC 9.7 CHCl3 9.3 C2H5Cl 9.7
相溶
H
＝O
不相溶
亲电性
亲核性
弱亲电性：烃类、卤化烃类 强亲电性：醇类、腈类、含硝类、羧酸类、磺酸类 亲核性：胺类、酰胺、酯类、酮、醛、醚
NR（δ：7.9-8.1）能与DBP（δ=9.4）很好互溶。
O
C ‖ CδO 对于饱和橡胶，由于不含双键，所以一般无局部链段的溶 δ＋ C
剂化作用。
软化增塑剂分：
溶剂型软化增塑剂（能产生溶剂化作用）：与橡胶互溶
性大，增塑效果大，硫化不易喷出，但用量大，易导致 橡胶产生溶解。
非溶剂型软化增塑剂：与橡胶互溶性差，增塑效果小，
易喷出，只作加工助剂使用。
四．软化剂和增塑剂的作用原理
1．非极性橡胶的软化作用——靠渗入、屏蔽、隔离作用
削弱高分子之间的作用力。 首先软化剂渗入橡胶分子之间，把大分子推开，降低大 分子间的作用力，其次是软化剂的屏蔽隔离作用使大分子链 活动性增加，柔性↑，Tg↓，同时软化剂对大分子的稀释作
用，从而使橡胶的粘度大大下降，起到软化作用。
2．极性橡胶的增塑作用——靠定向排列、隔离的双重 作用来削弱高分子之间的作用力。 增塑剂分子中含有极性基和非极性基两部分，极性基使 增塑剂与橡胶能很好互溶，起定向排列作用；而非极性基可
把橡胶的极性基屏蔽隔离起来，削弱了橡胶大分子间的作用 力。 增塑剂分子 + - +
+ - +
+- +
+
橡胶分子
橡胶分子极性基团
图：增塑剂作用原理模拟图
橡胶工业用软化增塑剂按来源分:
石油系
植物油系 煤焦油系 酯类 液体聚合物
§2 石油系软化剂
一．石油系软化剂的品种、用途及用量 1．来源及品种 石油系软化剂是石油炼制过程中的副产品或从石油 残渣中抽炼出来的产品。 品种有：操作油、重油、石蜡、凡士林、沥青和石 油树脂等。
2．用途、用量及特点
用途、用量
作充油剂：改善加工性，降低成本，用量15~50phr。 作加工助剂：主要改善胶料的工艺操作性，用量5phr左 右。 作软化剂：主要改善硫化胶的性能（伸长率、弹性等）， 用量10~15phr。 特点：软化效果好，来源丰富，成本低，可在各种通用型 橡胶中使用。
要使△F﹤0，就必须使△H≦0或→0。
二．用溶解度参数判断互溶性的原理
溶解度参数相近——相似相溶 δ=（△E / V）1/2 ∵△H= V [（△E1 / V1）1/2﹣（△E2 / V2）1/2] V1 V2 ∴△H= V（δ1﹣δ2）V1 V2 式中：V——溶液总体积； V1 、 V2——1组分、2组分的体积分数； δ1、δ2——1组分、2组分的溶解度参数。 ∴当δ1=δ2时，△H=0 一般认为δ1和δ2的差值在±1.2（cal/cm3）1/2即可互溶。
2．软化增塑方法的分类 物理增塑法（即外增塑法）：通过物理作用（润滑作用） 来使橡胶增加塑性。 a. 软化：非极性的软化剂加入到非极性橡胶中——多来源 于天然物质 b. 增塑：极性的增塑剂加入到极性橡胶中——多为合成产 品（为难挥发性物） 化学增塑法（即内增塑法）：通过化学塑解作用来使橡胶 增加塑性。 塑性（plasticity）：橡胶在应力作用下发生永久变 形的性质，即指未硫化胶的流变性。
三．溶剂化效应
定义：溶剂化作用是指溶剂分子（软化增塑剂）在大分子 链段上发生较强的相互作用，溶剂分子对大分子的作用力 ﹥大分子间的内聚力，从而把大分子链段分离使大分子软 化。
两者能形成氢键 能产生溶剂化作用 两者能产生亲电和亲核作用
例：二烯类橡胶因含有C=C双键，π电子云呈电负性，有亲核性，
若使用酯类增塑剂，在C=O上的C原子具有亲电性，于是两 者就产生溶剂化作用，使大分子链段分离，起软化增塑作用。
§1 软化增塑原理
一．橡胶与软化剂、增塑剂互溶的热力学分析 △F=△H - T△S﹤0 △H ﹤0 △S ﹤0 △F ﹤0 ﹤0 ﹤0 ﹤0 非极性高聚物溶于非极性 溶剂 举例 极性高聚物溶于极性溶剂 ﹤0（放热） ≧0
（△H﹤T△S﹤0）
=0（无热） ﹥0 ﹥0（吸热） ﹥0
（T△S﹥△H≧0）
3．对软化增塑剂的要求 与橡胶相容性好，增塑效果大、用量少、速度快；
对于橡胶的使用性能没明显的不良影响；
低的污染性（staining）、迁移性(migration)、挥 发性(volatility)、毒性(toxicity)、抽出性
(leaching)；
价廉易得。
4．使用物理增塑剂的目的 使生胶软化，增加可塑性，便于加工，减小动力消耗；
二．操作油（processing oil） 1．组成
操作油是石油高沸点馏分，是M=300~600 的复杂烃类（石油烃、环烷烃、芳烃）化合物，分 子量分布较宽，通常包括锭子油、机械油、变压器 油、三线油、五线油、六线油等。
2．分类
▲ 按油的物理性质分类（Kurtz分类法）