聚乙烯蜡作为润滑剂的应用
在聚乙烯生产过程中,会产生少量低聚物即低相对分子质量聚乙烯,又称高分子蜡简称聚乙烯蜡。高分子蜡是种无毒无味无腐蚀白色或略带微黄的固体,相对分子质量为18008000,形状可根据需要制成块状片状及粉状。在正常生产中,这部分蜡作为种添加剂可直接加到聚烯烃,并具有优良的耐寒性耐热性耐化学性和耐磨性。
聚乙烯蜡的应用聚乙烯蜡是类具有较好外部润滑作用的润滑剂和脱模剂,添加于橡胶和塑料中可以提高加工效率,改善制品的面光泽和耐磨耗性,并有助于填充剂和颜料的分散,还可作为着色塑料母料的原料。
2.1聚乙烯蜡在色母粒中的应用聚乙烯蜡在色母料加工中的应用非常普遍。添加聚乙烯蜡的目的不仅在于改善色母粒体系的加工性能,更重要的是促进色母粒中颜料分散。颜料的分散对于色母粒来说至关重要,色母粒的质量主要取决于其中颜料分散状况的好坏。颜料分散好色母粒的着色力高,制品的着色质量就好,着色成本也低。聚乙烯蜡能够在定程度上提高颜料的分散水平是色母粒生产中常用的分散剂。
我国色母粒中应用聚乙烯蜡作为颜料分散剂始于1976年,当年主要用高压聚乙烯聚合的副产品,198,年开始采用热裂解法生产的聚乙烯直至今日。
裂解法生产的聚乙烯蜡比国外裂解法生产的聚乙烯蜡相对分子质量分布宽,这对其应用性能有定影响。
色母粒是以树脂为载体的颜料浓缩物,颜料以3种状态存在原生粒子,凝聚体和团聚体颜料的分散机理是使团聚体粒子打碎成为凝聚体和原生粒子,并使新生成的粒子进而稳定化的过程。颜料在树脂中体润湿颜料团聚体面,并渗透至内部孔隙中;其次是在外加剪切力和颜料粒子之间的相互冲击碰撞作用下团聚体破碎;最后是新生成的颜料粒子被树脂熔体润湿包覆稳定而不再附聚。这3个步骤可简单地树脂熔体粘度高,与颜料面的相容性差,所以润湿较差,很难渗透进团聚体的孔隙中,因此不能有效传递剪切力,难以较好的破坏团聚体。就是在团聚体破碎后,树脂熔体也不能迅速润湿和保护新生面,相互的碰撞接触又会使粒子重新聚集。为解决这问,可在上述体系中加人聚乙烯蜡。
加有聚乙烯蜡的母粒体系在加工时,聚乙烯蜡先与树脂熔融,包覆在颜料面。由于聚乙烯蜡粘度低且与颜料相容性好,所以较易润湿颜料,并能渗透到颜料团聚体内部孔隙中,削弱内聚力,使颜料团聚体在外加剪切力的作用力下更易打开,新生粒子也能够得到迅速的润湿与保护。此外聚乙烯蜡可以起到降低体系粘度,提高流动性的作用,所以母粒生产时添加聚乙烯蜡能够提高生产效率,增加产量,并能允许更高的颜料浓度。
2.2聚乙烯蜡作为润滑剂的应用聚乙烯蜡是类具有较好外部润滑作用的润滑剂和脱模剂,添加于橡胶和塑料中可以提高加工效率改善制品的面光泽和耐磨耗性。
作用机理润滑剂的作用在于减少聚合物与加工机械接触面之间以及聚合的分子链之间的摩擦力,前者称为外润滑剂,后者称为内润滑剂。内部润滑剂与聚合物都有定相容性,在常温下,相容性较小,而在高温下相容性相应增大。润滑剂掺人到聚合物中的速率同润滑剂与聚合物相容性大小有关,而相容性大小取决于润滑剂的分子结构及相对聚合物极性。有少数润滑剂分子能穿人聚合物分子之间,削弱了聚合物分子的相互引力,使聚合物在变形时分子链相互之间更容易滑动和旋转。
润滑剂主要特点是它和聚合物的相容性小甚至不相容。在加工过程中,在压力作用下很容易从混合物料中挤出,移析到面或在混合物料和加工机械的界面外,润滑剂分子取向排列,极性基团向着金属丧面,通过物理吸附或化学键,形成个润滑剂分子层,由于润滑剂分子间的内聚能低,因此可以降低聚合物与设备面的摩擦力,防止其粘附在机械面上。润滑界面膜的粘度和它的润滑效率取决于润滑剂的熔点和加工温度。般来说,分子链长的润滑剂具有更大的润滑效果。
聚乙烯蜡是良好的内润滑剂,用于聚乙烯和聚丙烯,与聚乙烯蜡不完全相容,因此它在定程度上起外润滑作用。对于大型注射模塑制品,蜡不仅能改进加工过程中的流动性,而且也能大大提高面光泽和耐环境应力开裂。聚乙烯和聚丙烯均要容纳高达2的润滑剂,在性能上不显出任何变化。对于回收料,可以加人高达5的聚乙烯蜡,并将熔融指数调到所要求的水平。
2.3聚乙烯蜡在其它方面的应用聚乙烯蜡用于油墨中,可提供抗摩擦抗划痕防粘连以及保留光泽等性能还可改变油墨的流变性改善亲水性和印刷性能;聚乙烯蜡在油漆中主要用于消光增加手感涂料用蜡主要以添加剂的形式加人,最初是用于涂膜的防扩散性能主要包括提高涂膜的平滑性,抗划性以及改善防水性。