橡膠油基礎(chǔ)知識(shí).ppt

1、,橡膠油,輪胎用橡膠油的種類、性能及應(yīng)用,橡膠油的定義,在橡膠制品生產(chǎn)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(huì)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(jié)構(gòu)和組成不同分： 鏈烷類油：把鏈烷烴的碳原子數(shù)占整個(gè)油的碳原子數(shù)的 50% 以上 如：NO. 5油 環(huán)烷類油：環(huán)烷環(huán)碳原

2、子數(shù)占30% 40% 如： NO.3油 413油 芳香類油：芳香環(huán)碳原子數(shù)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(zhì),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(jià)格

3、低廉,理想的橡膠油,橡膠油性能指標(biāo),橡膠油的物理性質(zhì),密度 黏度 粘度是衡量油和聚合物之間是否適應(yīng)的一個(gè)大致標(biāo)準(zhǔn)，同 時(shí)也用以反映油品的流動(dòng)特性。粘度既影響膠料的塑性又 影響硫化膠的物理機(jī)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(qiáng)度、拉斷伸長率，降 低定伸應(yīng)力，但耐寒性和彈性降低。,傾點(diǎn)和凝點(diǎn) 傾點(diǎn)指石油產(chǎn)品在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)儀器和條件下冷卻到液體 不移動(dòng)后緩慢升溫到開始流動(dòng)時(shí)的最低溫度。 凝點(diǎn)是指使用產(chǎn)品在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)儀器和條件下冷卻到液 面不移動(dòng)時(shí)的最高溫度。 環(huán)烷油的傾點(diǎn)和凝點(diǎn)最低，低溫性能最好。選用傾點(diǎn)和 凝點(diǎn)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(zhì),苯胺點(diǎn) 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(diǎn)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(diǎn)高，芳烴含量小，與橡膠相容性不好，反之，苯胺 點(diǎn)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(zhì),折光率 鏈烷烴類環(huán)烷烴類芳香烴類 相對分子質(zhì)量越大，折光率越大。 閃點(diǎn) 閃點(diǎn)是芳烴油的不可缺少的重要指標(biāo)，既關(guān)系揮發(fā)性的 大小又是橡膠配煉，加工以及貯存時(shí)安全管理上的一個(gè) 重要指標(biāo),橡膠油的物理性質(zhì),粘重常數(shù) 一般來說：芳

5、香烴含量與粘重常數(shù)成正比，橡膠油精練程度與粘重常數(shù)成反比。 碳型分析 又稱碳型結(jié)構(gòu)，描述橡膠油中鏈烷烴碳數(shù)，環(huán)烷烴碳數(shù)，芳香烷烴碳數(shù)占總碳數(shù)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(zhì),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(zhì)的含量。,橡膠油的物理性質(zhì),光穩(wěn)定性 橡膠制品生產(chǎn)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(huì)發(fā)生黃變，交聯(lián)，硬化變質(zhì)。 熱穩(wěn)定性 溫度升高會(huì)使氧化反應(yīng)的速率增大，橡膠在高溫加工時(shí) 由

6、于分子降解而使膠料的性能下降。,橡膠油的物理性質(zhì),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(chǎn)的橡膠產(chǎn)品強(qiáng)度高，可大量加入，價(jià)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(diǎn)，其乳化性和相容性較好，且不污染，無毒，適應(yīng)橡膠的種類較多，應(yīng)用廣泛。,芳香基橡膠油是世界公認(rèn)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(chǎn)，可以用于SBR，BR，NR，CR橡膠制品的生產(chǎn) 石蠟基橡膠油主要用于EPM，EPDM和IIR等充油橡膠的生產(chǎn) 環(huán)烷基橡膠

7、油主要用于SBS，SBR，BR充油橡膠的生產(chǎn)，可以用于SBS，SBR，BR和NR等熱塑性彈性體及橡膠制品的生產(chǎn)，廣泛用于IIR，IR，EPM，EPDM等橡膠制品的生產(chǎn)。,橡膠油對各種橡膠的適應(yīng)性,注：橡膠油為中國昆侖牌系列產(chǎn)品,SBR,一般SBR硫化膠中含有約30%與硫化無關(guān)的低相對分子質(zhì)量部分，。以適宜黏度的橡膠油加入高相對分子質(zhì)量的SBR中替代低相對分子質(zhì)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(shí)降低成本，增大了SBR的產(chǎn)量。,充油SBR品種,今天許多廠家也生產(chǎn)無標(biāo)識(shí)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(diǎn)。 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(jī)械性能好等特點(diǎn)。 SBR1778可廣泛應(yīng)用于淺色或彩色橡膠制品，是生產(chǎn)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?。BR充油可使用環(huán)烷基和芳香基橡膠，一般充油質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(huì)吸收自由基，因此對過氧化物硫化產(chǎn)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(qiáng)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(diǎn)：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(bǔ)強(qiáng)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(jié)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(jié)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(jié)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(yáng)，降低助劑的成本。 充油不容性硫磺優(yōu)點(diǎn)： 1 膠料在存放期內(nèi)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(xiàn)象,5 在混煉和存放過程中減少焦燒現(xiàn)象，縮短硫化時(shí)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(yīng)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(qiáng)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(jié),1994 年瑞典國家化學(xué)產(chǎn)品監(jiān)察署發(fā)表了一篇報(bào)告稱,附著在橡膠顆粒上的有毒成分,會(huì)最終分解成游離粒子而擴(kuò)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(chǎn)生嚴(yán)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(guān)取代物的選擇。,自2010年1月開始, 全面禁止在歐盟境內(nèi)生產(chǎn)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(zhì)量分?jǐn)?shù)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(jīng)于2003-12-31停止生產(chǎn)DAE (Mobilsol 系列) Shell & DEA: 已經(jīng)于2004-06-30停止生產(chǎn)DAE (Dealen

13、 系列, Extrakt IE) Total/Fina: 2007年開始在這方面做較大調(diào)整 BP: 已經(jīng)停止工藝油方面的業(yè)務(wù) DAE的應(yīng)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(chǎn)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(zhì)可以加氫處理或溶劑抽提來降低PCA含量.,CHENG SHIN TIRE,粘重常數(shù)(VGC),DAE替代物,環(huán)烷基油取代DAE,實(shí)驗(yàn)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(jīng)過嚴(yán)格加氫工藝處理的環(huán)烷基 油同時(shí)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(chǎn)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(dòng)。 尼納斯目前有3個(gè)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(shù),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(shù)據(jù),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?xì)浠衔?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(shí)的阻尼特性表征濕地抓地力