引言

在高分子加工的过程中，由于高分子具有较长的分子链和较高的分子量，使其熔体具有较高的粘度，在加工过程的阻力及不良后果主要表现以下两个方面：

1）大分子之间的相互缠结作用，高分子分子间的摩擦，主要表现是使高分子熔体之间的流动性降低，熔融指数减少，给材料加工带来困难；

2）聚合物熔体与加工机械表面产生摩擦，主要表现在加工器件表面粗糙，缺乏光泽或流纹等问题。

这时候如果加入合适的润滑剂，可以有效的提高润滑性、减少摩擦、降低界面粘附等。

润滑剂也是塑料改性加工过程中不可缺少的重要助剂之一，今天我们就塑料加工助剂方面的基本知识进行分享总结。

一、润滑剂作用原理

从摩擦产生的原因，我们可以将高分子物质加工过程中的摩擦分为两类，一种是内摩擦，即分子间摩擦，另一种是外摩擦，即高分子熔体与加工器件磨具之间的摩擦。

所以我们可以根据润滑剂的作用机理，将其分为外润滑剂和内润滑剂两类。

外润滑剂的主要作用是减少高分子熔体与加工器件磨具之间的摩擦系数，可以看成是一种界面润滑作用。其特点是与聚合物的相容性小，很容易从聚合物内部移析到表面，在高分子材料表面取向排列，极性基团向着金属表面，通过物理吸附或化学键合在聚合物表面形成一个润滑剂分子层，有效的降低聚合物与设备表面的摩擦系数，防止其粘附于加工机械表面上，从而改善加工性能。

内润滑剂的主要作用削弱了聚合物分子之间的内聚力，减小内摩擦，降低熔体粘度，增加高分子熔体的流动性。其特点是与高分子有一定的相容洼，在常温下相容性一般很小，在高温下相容性增大，对材料有增塑作用。

其实外润滑作用和内润滑作用都是相对而言的，实际上，仅具有单一润滑作用的润滑剂很少，大多数品种兼具内外润滑作用，只是相对强弱不同而已。

需要指出的是同一种润滑剂在不同的聚合物中或不同的加工条件下会表现出不同的润滑作用，这一点需要在实际加工中引起重视，一般良好的润滑剂应该是内外润滑作用兼有。

二、润滑剂的功能

1.增加熔融指数 

聚合物熔体的熔融指数是表征其加工流动性的重要参数。一般随着温度升高﹐熔融指数增加﹐熔体的流动速率增加。

由于受材料热稳定性等因素的限制,加工温度不可能无限度的升高。而且靠提高加工温度降低熔体黏度还会增加能耗。

这时，添加适量的内润滑剂能够改变树脂熔体的流变行为﹐有效的增加熔融指数，达到降低熔体黏度﹐提高熔体流动性之目的。

2.减小内生热 

内生热即聚合物流动过程内部磨擦产生的热。在高速加工成型工艺中﹐高剪切使大量的机械能转化为热能﹐熔体黏度越大﹐剪切力越强﹐因此产生的内生热越多。

内生热的不良后果会导致聚合物熔体局部过热﹑使其热稳定性下降。添加内润滑剂可以有效的降低熔体黏度，有效减小内生热。

可能带来的不良后果是低熔融黏度可能使注塑成型等加工难以进行﹐这种情况下，我们应该选择能够赋予树脂内部结构单元足够高的润滑性 ﹐同时又对聚合物溶剂化作用极小的润滑剂。

这样就就可以通过减少树脂内部界面的磨擦生热或将产生的内生热尽快散逸而提高加工稳定性﹐也避免了熔融黏度的降低和制品热变形温度下降等问题。

3.脱模作用 

聚合物加工后期，制品成型。这时需要比较容易的从磨具上脱落下来，以提高加工效率和产品的质量。

这时可以添加具有脱模作用的润滑剂。脱模作用的润滑剂一般为外润滑剂﹐多是极性化合物﹐它们与树脂兼容性有限﹐能够从熔体迁移到表面﹐极性基团与金属表面具有一定的亲和性。这样在熔体和金属表面之间形成一层相对稳定﹑互为隔离的分子层﹐因此抑制聚合物熔体与加工机械表面之间的粘着。

4.延迟塑化作用 

延迟塑化作用是外润滑性在塑料加工中的另一种表现形式。在PVC加工中﹐PVC树脂是在剪切形变作用下熔融并与各种助剂均匀混合的﹐在具体情况下对树脂熔融的要求并不一致。例如在成型过程的初级阶段往往并不希望树脂微粒过早熔化﹐有时为了获得最终制品的最佳力学性能并不要求树脂完全熔融﹐ 这在高抗冲聚氯乙烯加工中表面的尤其明显。通过在树脂中配合兼容性较低的润滑剂﹐可以在加工温度下迁移到树脂微粒或熔体表面﹐从而在树脂微粒或熔体表面与加工机械金属表面形成润滑层﹐使之产生良好的滑动﹐削弱剪切变形作用﹐达到延缓树脂塑 化的目的。

5.防止熔体破裂 

在高速剪切速率下的高黏度会导致所谓熔体破裂的表面现象﹐这是因为押出物质在流道内经历规则的粘附/滑动转变。

6.改善制品的自润滑性  

许多塑料制品要求有很好的表面润滑效果﹐例如齿轮﹐具有外润滑效果的润滑剂往往可以通过向制品表面的迁移或渗出形成自润滑层同﹐产生永久的润滑作用。

7.爽滑和防粘连作用 

对于比表面积较大的塑料制品﹐表面粘连往往会给其生产或应用带来诸多困难﹐许多具有外润滑作用的润滑剂向制品表面迁移较大﹐而且冷却后能够形成一个分布均匀的薄涂层﹐由于两个界面插入隔离层﹐因此既赋予制品的表面滑动性﹐又不致造成表面粗糙﹐这种功能助剂称为爽滑剂。

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