论文部分内容阅读
聚氯乙烯(PVC)是五大通用塑料之一,用途广泛。然而,由于 PVC极性较强,在加工过程中存在物料剪切摩擦生热大、熔体粘度高、熔体对加工金属表面的粘黏严重等问题。因此,必须使用润滑剂。虽然市面上已有脂肪酸、金属皂、羧酸酯、脂肪酰胺、脂肪醇和烃蜡等类型润滑剂,但是,目前 PVC润滑剂的应用还存在性能测试评价方法不完善及品种结构偏简单、综合性能不高等问题。为此,本学位论文首先对PVC润滑剂性能测试评价方法进行了完善,其次结合现已建立的评价方法系统测试评价了长链羧酸稀土与碱土(硬脂酸稀土与碱土、邻苯二甲酸单十八酯稀土与碱土、马来酸单十八酯稀土与碱土、丁二酸单十八酯稀土与碱土)用作 PVC润滑剂的性能研究(树脂润滑性能、金属润滑性能和压析性)及性能递变规律原理探讨。本文主要的研究内容和结果如下: 1.对硬质 PVC润滑剂压析性的测试评价方法进行了研究,结果表明:根据颜色转移原理设计的方法,用转矩流变仪能有效对润滑剂在硬质 PVC中压析性进行测试,其所需的操作员数量少,单次测试耗料少,耗时较短,与现有技术相比,显著省时、省料、省人力。 2.通过对反应时间及温度等因素进行优化处理并得到最佳反应工艺条件,合成了二元酸单酯(邻苯二甲酸单十八酯、马来酸单十八酯、丁二酸单十八酯及其它饱和二元酸单酯),再根据复分解方法合成得到硬脂酸及二元酸单酯稀土与碱土。 3.系统测试评价了长链羧酸稀土与碱土用作 PVC润滑剂的树脂外润滑性能(树脂主效外润滑性能、树脂辅助外润滑性能)、金属润滑性能及压析性,同时建立了解释长链双亲型润滑剂树脂外润滑作用强弱、金属润滑作用强弱及压析性大小的理论模型,分别从金属离子、羧酸根结构及碳链长度对递变规律进行分析并验证了理论模型的合理性,结果表明: (1)硬脂酸稀土与碱土的树脂外润滑性能总体上会随离子极化力的增大而增强,但也并非无限增强,而是到达极限(TmSt3性能达到最佳)后出现转折反而减弱,这也就验证了理论模型的合理性。同样,二元酸单酯稀土与碱土的树脂外润滑性能也可通过此模型解释,有所区别的是不同体系羧酸根变形性大小会影响到整体极性与PVC中等极性的相对位置,显示出不同的树脂外润滑性能。 (2)硬脂酸稀土与碱土中在CaSt2至MgSt2处的极性最为接近金属润滑作用最佳状态时表面金属的极性,会呈现较好的金属润滑性能。马来酸单十八酯稀土与碱土在Mg(MSMa)2处金属润滑性能最好,若再随离子极化力增大,则金属润滑性能会越来越弱。丁二酸单十八酯稀土与碱土整体极性随金属离子的极化力增大而逐渐减弱且极性越接近金属润滑最佳状态处极性,金属润滑作用越来越好。邻苯二甲酸单十八酯稀土与碱土体系中羧酸根由于含有变形性较大的苯环,致使极性总体远低于其它体系,表现出较差的金属润滑性能。 (3)硬脂酸稀土与碱土的压析性在CaSt2处压析性最大,高于或低于此处极性,压析性都会随之减小。马来酸单十八酯、邻苯二甲酸单十八酯和丁二酸单十八酯稀土与碱土基本都在Mg2+、La3+所对应金属盐处压析性最大。而不论是随着整体极性增大还是减小,压析性都会随之减小。