橡膠油基礎知識.ppt

1、,橡膠油,輪胎用橡膠油的種類、性能及應用,橡膠油的定義,在橡膠制品生產過程中加入的油稱為橡膠油 按使用對象分： 橡膠填充油 制造SBR1712 SBR1778 SSBR5525-1 TUFDENE4350中填充的油 橡膠操作油 NO.2油 NO.3油 NO. 5油 413油 TDAE油 橡膠本身的硬度較高，若再 加入其它填料或骨架材料， 橡膠的硬度會更高，在膠料中加入一定量的橡膠油，可 以使制品柔軟又具有良好的彈性。,從此意義上講，橡膠油又稱橡膠軟化劑。,橡膠油分類,按分子結構和組成不同分： 鏈烷類油：把鏈烷烴的碳原子數占整個油的碳原子數的 50% 以上 如：NO. 5油 環(huán)烷類油：環(huán)烷環(huán)碳原

2、子數占30% 40% 如： NO.3油 413油 芳香類油：芳香環(huán)碳原子數占35% 以上 如： NO.2油 TDAE油,鏈烷烴,環(huán)烷烴,礦物油主要分子成分,芳香烴,礦物油主要分子成分,多環(huán)芳香烴,知名廠家,橡膠油是橡膠行業(yè)中僅于生膠和碳黑的第三大材料 我國橡膠油的知名品牌有昆侖牌 國外知名品牌有 殼牌（Shell） 太陽油（Sun） 尼納斯（Nynas）,目錄,橡膠油的分類,橡膠油的物理性質,三大類橡膠油性能比較和使用范圍,環(huán)保操作油替代DAE油,油對加工性能和物性的影響,和橡膠相容性好 揮發(fā)性小 加工性、操作性良好 對硫化膠的物理性能無壞的影響 乳化性能好 污染性小 穩(wěn)定性好 來源充沛、價格

3、低廉,理想的橡膠油,橡膠油性能指標,橡膠油的物理性質,密度 黏度 粘度是衡量油和聚合物之間是否適應的一個大致標準，同 時也用以反映油品的流動特性。粘度既影響膠料的塑性又 影響硫化膠的物理機械性能，使用低粘度芳烴油，能使硫 化膠具有較低的硬度和低溫彈性，但揮發(fā)損失大；使用高 粘度的芳烴油能提高硫化膠的拉伸強度、拉斷伸長率，降 低定伸應力，但耐寒性和彈性降低。,傾點和凝點 傾點指石油產品在規(guī)定的實驗儀器和條件下冷卻到液體 不移動后緩慢升溫到開始流動時的最低溫度。 凝點是指使用產品在規(guī)定的實驗儀器和條件下冷卻到液 面不移動時的最高溫度。 環(huán)烷油的傾點和凝點最低，低溫性能最好。選用傾點和 凝點較低的橡

4、膠油，能提高膠料的耐寒性和低溫物理性 能。,橡膠油的物理性質,苯胺點 指將等體積的苯胺與油混合后相互溶解為均一溶液的最 低溫度。 相似相溶，溫度越高溶解越快。 苯胺點高低可以大致反映油品的極性大小及油品的組成 鏈烷類飽和烴類 環(huán)烷烴類 芳香烴類 苯胺點高，芳烴含量小，與橡膠相容性不好，反之，苯胺 點越低表示芳烴含量越高，與橡膠相容性越好，加工工藝 性能越好,橡膠油的物理性質,折光率 鏈烷烴類環(huán)烷烴類芳香烴類 相對分子質量越大，折光率越大。 閃點 閃點是芳烴油的不可缺少的重要指標，既關系揮發(fā)性的 大小又是橡膠配煉，加工以及貯存時安全管理上的一個 重要指標,橡膠油的物理性質,粘重常數 一般來說：芳

5、香烴含量與粘重常數成正比，橡膠油精練程度與粘重常數成反比。 碳型分析 又稱碳型結構，描述橡膠油中鏈烷烴碳數，環(huán)烷烴碳數，芳香烷烴碳數占總碳數的比例。 蒸發(fā)損失 260nm紫外吸光度 橡膠油對光的敏感以芳烴含量來衡量。 吸光度0.5，橡膠油的顏色穩(wěn)定性就較好。,橡膠油的物理性質,稠環(huán)芳烴含量 測定方法有：IP 346，高壓液相色譜（HPLC）和氣相色 譜（GC）。 I P 346 是測定溶解于DMSO中物質的含量。,橡膠油的物理性質,光穩(wěn)定性 橡膠制品生產廠通常比較注重橡膠油的光穩(wěn)定性 尤其在紫外光照射下會發(fā)生黃變，交聯，硬化變質。 熱穩(wěn)定性 溫度升高會使氧化反應的速率增大，橡膠在高溫加工時 由

6、于分子降解而使膠料的性能下降。,橡膠油的物理性質,三大類橡膠油性能比較,石蠟基類抗臭氧性能和光穩(wěn)定性能較好，乳化性，相容性和低溫性相對較差 芳香基類與橡膠的相容性最好，所生產的橡膠產品強度高，可大量加入，價格低廉，但顏色深，污染大，毒性大 環(huán)烷基類兼有石蠟基和芳香基的特點，其乳化性和相容性較好，且不污染，無毒，適應橡膠的種類較多，應用廣泛。,芳香基橡膠油是世界公認的致癌物,橡膠油的性能比較,三類橡膠油使用范圍,遵循相似相容原理 芳香基橡膠油主要用于SBR和BR充油橡膠的生產，可以用于SBR，BR，NR，CR橡膠制品的生產 石蠟基橡膠油主要用于EPM，EPDM和IIR等充油橡膠的生產 環(huán)烷基橡膠

7、油主要用于SBS，SBR，BR充油橡膠的生產，可以用于SBS，SBR，BR和NR等熱塑性彈性體及橡膠制品的生產，廣泛用于IIR，IR，EPM，EPDM等橡膠制品的生產。,橡膠油對各種橡膠的適應性,注：橡膠油為中國昆侖牌系列產品,SBR,一般SBR硫化膠中含有約30%與硫化無關的低相對分子質量部分，。以適宜黏度的橡膠油加入高相對分子質量的SBR中替代低相對分子質量部分，既可保持SBR硫化膠的物理性能，又改善了加工性能，同時降低成本，增大了SBR的產量。,充油SBR品種,今天許多廠家也生產無標識的充油溶聚丁苯橡膠 （LANXESS，DOW，Polumeri，JSR，Asahi）,充油SBR1778

8、,SBR1778組成： Naphthenic oil 37.5PHR+23.5%Emulsion SBR 100PHR SBR1778基本特性： 充油丁苯橡膠與非充油丁苯橡膠相比具有加工性能好、 生熱低、低溫屈撓壽命長，用作胎面膠牽引力大和耐磨性 優(yōu)良。SBR1778的性能介于芳烴油和石蠟烴油填充的充油 膠之間，具有SBR1712加工性能、表面光潔度好等優(yōu)點。 且因環(huán)烷油與橡膠的相容性好，制得的充油膠具有顏色 穩(wěn)定、物理機械性能好等特點。 SBR1778可廣泛應用于淺色或彩色橡膠制品，是生產子午 胎和力車胎的優(yōu)良膠種。,BR,通常BR和NR并用，可使橡膠制品獲得更好的物理性能，降低了成本。將充

9、油BR用于制造輪胎，可以延長輪胎的使用壽命，提高輪胎的抗?jié)窕阅堋R充油可使用環(huán)烷基和芳香基橡膠，一般充油質量分數為0.270.33。,EPM 、EPDM,橡膠油對EPM、EPDM的影響因聚合物的黏度和第三單體的種類及用量而異。芳香基橡膠油中的芳香稠環(huán)會吸收自由基，因此對過氧化物硫化產生影響，不易在快速硫化中使用，石蠟基和高飽和度環(huán)烷基橡膠油的加工性能良好，可賦予硫化膠較高的拉伸強度，因此，EPM、EPDM優(yōu)先使用石蠟基或環(huán)烷基橡膠油。,NR,NR充油后具有以下特點：柔軟性好，易于混煉加工，抗?jié)窕阅芎?，可提高輪胎的耐磨性，但抗撕裂性能下降，抗斷永久變形大，主要使用于制造雪地防滑輪胎?含油

10、量大的NR硫化膠的物理性能明顯低于普通NR硫化膠，而炭黑補強充油NR硫化膠老化后的物理性能保持率較好。對于像NR這樣的結晶性橡膠，如果填充稠環(huán)芳烴含量大的橡膠油，有可能破壞橡膠分子鏈的結晶性，使硫化膠的物理性能下降，而使用體積較大，稠環(huán)芳烴含量較小的橡膠油，對橡膠分子鏈的結晶性影響較小，橡膠油的添加量可以增大，因此填充NR的橡膠油主要采用芳香基或環(huán)烷基橡膠油。,橡膠助劑,新型硫化劑IS系列不容性硫磺中含有不同用量的填充油，主要是改善橡膠助劑的綜合性能，防止混煉過程中塵土飛揚，降低助劑的成本。 充油不容性硫磺優(yōu)點： 1 膠料在存放期內不噴霜，保持膠料組分和性能的均一 2 克服因噴霜而造成膠料粘合

11、性能差的缺陷， 3 防止對橡膠制品和模具的污染 4 在相鄰層間無遷移現象,5 在混煉和存放過程中減少焦燒現象，縮短硫化時間， 減少硫磺用量，有利于改善制品的耐老化性能。不容 性硫磺充油應使用環(huán)烷基橡膠油。 精制的芳烴油、環(huán)烷烴油對不溶性硫黃有良好的分散性 和相容性,是良好的橡膠軟化劑,橡膠助劑,石蠟基橡膠油與橡膠的相容性最差，加工困難，但穩(wěn)定性，彈性，拉伸強度較好 芳香基橡膠油與橡膠的相容性最好，加工容易，但穩(wěn)定性最差，毒性最大 環(huán)烷基橡膠油介于兩者之間，是一種較理想的橡膠油。,小結,1994 年瑞典國家化學產品監(jiān)察署發(fā)表了一篇報告稱,附著在橡膠顆粒上的有毒成分,會最終分解成游離粒子而擴散到環(huán)

12、境中去,抽提油中富含的多環(huán)芳烴成分則對水體生物產生嚴重危害。,歐盟開始著手制定禁止輪胎中使用高芳烴油的立法, 并研究相關取代物的選擇。,自2010年1月開始, 全面禁止在歐盟境內生產和銷售的輪胎使用高芳烴橡膠工藝油 無致癌界限:PCA(稠環(huán)芳烴) 質量分數0.03,DAE必須盡快地被環(huán)保操作油替換！,全球每年消耗DAE 850,000 噸! 歐洲每年消耗DAE 250,000 噸，亞洲每年消耗 DAE350,000噸! ExxonMobil: 已經于2003-12-31停止生產DAE (Mobilsol 系列) Shell & DEA: 已經于2004-06-30停止生產DAE (Dealen

13、 系列, Extrakt IE) Total/Fina: 2007年開始在這方面做較大調整 BP: 已經停止工藝油方面的業(yè)務 DAE的應用將減少。,新法規(guī)要求,EU Directive 2005/43/EC Article 3 (2)(76/769/EEC) 從2010年1月1日起開始生效。 用于輪胎的增塑劑必須滿足: IP 346 3.0 % B(a)P 1 ppm 或 8 Grimmer PCAs 10 ppm BP NMR 0.35,CHENG SHIN TIRE,CHENG SHIN TIRE,可選擇替代DAE的產品包括,處理環(huán)烷油 RAE:殘留芳香烴抽出物 TRAE:處理殘留芳香烴抽

14、出物 TDAE:處理蒸餾芳香烴抽出物 MES:中間抽提溶劑化物的處理烷烴蒸餾物 MES類物質可以加氫處理或溶劑抽提來降低PCA含量.,CHENG SHIN TIRE,粘重常數(VGC),DAE替代物,環(huán)烷基油取代DAE,實驗證明,環(huán)烷基油可以取代芳烴油于極性的天然膠,丁苯 膠,甚至氯丁膠配方中。而經過嚴格加氫工藝處理的環(huán)烷基 油同時可以取代石蠟基油作EPDM等非極性橡膠的增塑劑。,尼納斯橡膠油,由于含環(huán)烷烴豐富的原油具有很高的溶解能力，尼納斯 公司的產品都由這種原油精煉出來，環(huán)烷油幾乎不含蠟， 這表示油品在很低溫度下仍能繼續(xù)流動。 尼納斯目前有3個系列的橡膠填充油:,Nyflex Nytex

15、Nyflex B,高精度環(huán)烷油,三者加氫工藝深度不同,相容性良好 可相容 相容性較差,VCG為粘重常數,尼納斯橡膠油增塑劑相容性圖表,CHENG SHIN TIRE,DAE替代品的特性數據,一種處理過的環(huán)烷油,氫化處理,溶劑抽提,油對加工性能和物性的影響,油黏度,2、物性的影響因素,硫含量對硫化性能的影響,1、加工性能的影響因素,不同黏度的油對混煉膠門尼黏度的影響,EPDM，碳煙，不同黏度的石蠟油,橡膠和增塑劑的混容性對混煉膠門尼黏度的影響,硫含量對硫化的影響,礦物油中含有成千上萬中碳氫化合物,硫含量對硫化的影響,但是礦物油中也含有許多碳、氫元素以外的其它元素素，,硫含量對硫化的影響,硫含量對硫化的影響,DEA替代油性能比較,0時的阻尼特性表征濕地抓地力