酯類潤滑劑作用原理與常見酯類潤滑劑種類用途

潤滑劑是能夠改善酯類加工性能的一種添加劑。按其作用機理可分為外潤滑劑和內潤滑劑兩種。外潤滑劑能在加工時增加酯類表面的潤滑性，減少酯類與金屬表面的黏附力，使其受到機械的剪切力降至少，從而達到在不損害酯類性能的情況下容易加工成型的目的。內潤滑劑則可以減少聚合物的內摩擦，增加酯類的熔融速率和熔體變形性，降低熔體黏度及改善塑化性能。實際上每一種潤滑劑都有可以實現某一要求的作用，總是內外潤滑的共同作用，只是在某一方面更突出一些。同一種潤滑劑在不同的聚合物中或不同的加工條件下會表現出不同的潤滑作用，如高溫、高壓下，內潤滑劑會被擠壓出來而成為外潤滑劑。

一般潤滑劑的分子結構中，都會有長鏈的非極性基和極性基兩部分，它們在不同的聚合物中的相容性是不一樣的，從而顯示不同的內、外潤滑的作用。

通常潤滑劑均兼具有內、外潤滑劑的功能，不過，不同的潤滑劑其內、外潤滑性能不同，有的潤滑劑內潤滑性較差，而外潤滑性能較好；有的潤滑劑外潤滑性較差，而作為內潤滑劑性能較好。通常認為，與聚合物相容性好、極性基團極性大的潤滑劑多用作內潤滑劑；反之，則用作外潤滑劑，但也有內潤滑及外潤滑劑性能均佳的品種。

什么是潤滑劑，其作用機理是什么？如何選用？

潤滑劑是一種能夠改善聚合物成型加工時的流動性的物質。樹脂的熔料通常粘度很高，在成型中，熔料必須在極短的時問內，由噴嘴、澆口和流道進人模腔，為了使熔料能順利地在極短時間內充滿模腔，降低熔料的粘度，改善熔料的流動性至為關鍵。這就是加入潤滑劑的作用，此外，潤滑劑還能促進熔融、便于脫模、防止靜電、防止粘連等作用。

(1) 潤滑劑的作用機理

潤滑劑之所以能起潤滑作用，是因為它的加入，降低丫酯類熔體的摩擦， 這種摩擦又分內摩擦和外摩擦兩類。由此相應有內潤滑劑和外潤滑劑。

1) 外潤滑劑的作用主要是改善聚合物熔料與設備的熱金屬表面的摩擦狀況， 使塑件容易脫模，它與聚合物的相容性較差，容易從熔料中往外遷移，在成型過程中能在熔料與模具間形成一層很薄的隔離膜，使酯類不粘住模具表面。

2) 內潤滑劑與聚合物有良好的相容性，它在聚合物內部起著降低聚合物分子間內聚力的作用，從而改善酯類熔料的內摩擦生熱和熔體的流動性。內潤滑劑和聚合物長鏈分子間的結合是不強的，它們可能產生類似于滾動軸承的作用，因此其自身能在熔體流動方向上排列，從而互相滑動，使得內摩擦力降低，這就是內潤滑的機理。

(2) 潤滑劑的使用

潤滑劑的品種相當多，常用的外潤滑劑有石蠟、硬脂酸及其鹽類；內潤滑劑有相對低分子量的PE、PTFE、PP等。這些低分子量的聚合物不但是優良內潤滑劑，而且也是很好的外潤滑劑。有時候，一種潤滑劑的效果往往不理想，需要幾種潤滑劑配合使用，由此而產生了復合潤滑劑，可以起到多方面的作用。效果更好。潤滑劑的用量一般為0.5%-1%。

在選用潤滑劑時，要遵循下列幾條原則：

1) 如果聚合物的流動性已可滿足成型工藝的需要，則主要考慮外潤滑劑是否滿足工藝要求，是否便于脫模，以保證內外平衡。

2) 外潤滑是否理想，應看它能在成型時，在酯類表面能否形成完整的液體薄膜.因此，外潤滑劑的熔點應與成型溫度相接近，但要注意有10—30℃的差異，這樣才能形成完整薄膜。

3) 與聚合物的相容性大小適中，內外潤滑作用平衡，不噴霜，不易結垢。

4) 潤滑劑的耐熱性和化學穩定性優良，在加工中不分解，不揮發、不腐蝕設備，不污染制品、沒有毒性。

理想潤滑劑需要具備的條件

① 必須具有優異的、效能持久的潤滑性能。

② 與聚合物具備良好的相容性，內部、外部潤滑作用要平衡，不影響樹脂的透明性，不起霜、不易結垢，不與其他助劑反應。

③ 黏度小，表面引力小，在界面處擴展性好，易形成界面層。

④ 熱穩定性能優良，在加工成型過程中不分解、不揮發、不降低聚合物的各種優良性能，不影響制品第二次加工性能。

⑤ 無毒，無污染，不腐蝕設備，價格便宜。

潤滑劑的分類

潤滑劑按化學結構可劃分為脂肪酸酰胺類、烴類、脂肪酸類、酯類、醇類、金屬皂類、復合潤滑劑類。按用途類型可劃分為內潤滑劑（如脂肪醇、脂肪酸酯等）、外潤滑劑（如脂肪酸、脂肪酰胺、石蠟等）和復合型潤滑劑（如金屬皂類硬脂酸鈣、脂肪酸皂、脂肪酰胺等）。

1、脂肪酸酰胺類潤滑劑

①硬脂酸酰胺：白色或淡黃褐色粉末，相對密度0.96，分子量283，熔點98~103℃，如溶于水，溶于熱乙醇、氯仿、乙醚。具有優良的外部潤滑效果和脫膜性，透明性、分散性、光澤性和電絕緣性亦佳，無毒，是PVC,PS,UF等樹脂加工潤滑劑，還可作為聚烯烴的爽滑劑和抗粘連劑。一般用量0.1%~2.0%。

②N,N,_亞乙基雙硬脂酰胺（EBS）：白色或乳白色粉末或粒狀物。相對密度0.98，分子量593，熔點142℃

2、烴類潤滑劑

① 微晶石蠟：白色或微黃色鱗片狀或粒狀物，固體相對密度0.89~0.94，液體相對密度0.78~0.81，熔點70~90℃，溶于非極性溶劑，不溶于極性溶劑。熱穩定性、潤滑性優于石蠟，但會降低凝膠化速度，故用量不宜過大。無毒，常與硬脂酸丁酯或脂肪酸并用，用于酯類潤滑劑。一般用量0.1%~0.2%。

② 液體石蠟：無色透明液體，相對密度0.89，凝固點-35~-15℃，溶于苯、乙醚、二硫化碳，微溶于醇類，在熱穩定及潤滑性均良好。用于PVC,PS等樹脂加工時，作為內潤滑劑，與樹脂相容性差。添加量一般為0.3%~0.5%，過多時，反而使加工性能變壞。

③ 固體石蠟：白色固體，相對密度0.9，熔點57~60℃，不溶于水，溶于汽油、氯仿、二硫化碳、二甲苯、乙醚等有機溶劑，微溶于醇類。屬于外潤滑劑，可改善制品表面光澤，為非極性直鏈烴，不能潤濕金屬表面，也就是不能阻止PVC黏金屬壁，只有與硬脂酸鈣并用時，才能發揮協同效應，但其相容性、分散性和熱穩定性均比較差。本品無毒，用于PVC,PE,PP,PS,ABS,PBT,PET及纖維素等酯類。

④ 氯化石蠟：石蠟經氯化而制得。無臭透明液體，含氯量有42%，52%，70%等多種，與PVC相容性好，還起增塑劑、阻燃劑的作用，但透明度差，用量在0.3%以下，與其他增塑劑并用效果較好。一般用量0.3%。

⑤ 聚乙烯蠟：又稱低分子量聚乙烯，白色粉末或片狀物，為乙烯的低度聚合產品。相對密度為0.9~0.93，分子量1000~5000，軟化點100~115℃，具有良好的中期及后期潤滑性，能起防黏劑作用，在色母粒加工中作顏料分散劑，在PVC-U中作潤滑劑，在PVC,PE,PP,ABS,PET,PBT酯類成型中作潤滑劑和脫模劑。一般用量0.1%~0.5%。

⑥氧化聚乙烯蠟：白色粉末或珠粒狀固體，為含羧酸的低分子量聚乙烯，并含有醇、酮及酯類化合物，由于氧化使烷烴鏈上生成一定數量的羧基和烴基（均為極性基團，故提高了它在PVC的相容性，使其同時兼有良好的內、外潤滑性能，并賦予制品良好的透明性和光澤性，與脂肪或脂肪酸進行部分酯化，或用氫氧化鈣進行部分皂化，得到的衍生物均具優異的內、外潤滑性能。主要應用于PVC,PE,PP,ABS,PBT,PET等 樹脂的潤滑劑。用量0.1%~1.0%。

3、復合潤滑劑

復合潤滑劑是具有良好的內、外潤滑劑的功效。常用的復合潤滑劑有：石蠟類、金屬皂與石蠟復合、脂肪酰胺與其他潤滑劑復合物、一褐煤蠟為主體的復合潤滑劑、穩定劑與潤滑劑的復合體系。

4、硅氧烷潤滑劑

硅氧烷系作為脫模劑、防粘連劑和潤滑劑廣泛應用于酚醛、環氧、聚酯等酯類的加工主成型上。常用的品種有聚硅氧烷、合成蠟、硅油、二氧化硅和硅藻土等。

①甲基硅油：即聚二甲基硅氧烷，無色、無味，透明、黏稠液體，分子量為5000-10000，溶于乙醚、苯、甲苯，部分溶于丙酮、乙醇、丁醇，不溶于甲醇、環已醇、石蠟油、植物油。可在-50-200℃范圍內使用。具有優良的耐高、低溫性能，透光性、電性能、增水性和化學穩定性均良好。用作為脫模潤滑劑。

②苯甲基硅油：即聚甲基苯基硅氧烷，性能同甲基硅油。

③乙基硅油：即聚二乙基硅氧烷，無色或淺黃色透明液體，平均分子量300-10000.溶于乙醚、氯仿、甲苯。可與石油產品任意混合，使用溫度-70~150℃，具有優良的潤滑性和電絕緣性，表面張力較小，防水、耐化學腐蝕性能好。可以作為脫模劑和潤滑劑應用于酯類、橡膠加工潤滑劑。

5、常用樹脂所適用的潤滑劑

①聚氯乙烯：適用：液體石蠟、固體石蠟、高熔點石蠟、聚乙烯蠟、乙撐雙硬脂酰胺、酯蠟硬脂酸丁酯、單硬脂酸甘油酯、金屬皂、硬脂酸、硬脂醇。

②聚乙烯、聚丙烯：適用：乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、高沸點石蠟、微晶石蠟、脂肪酸。

③聚苯乙烯：適用硬脂酸鋅、乙撐雙硬脂酰胺、高熔點石蠟、硬脂酸丁酯。

④ABS樹脂：適用硬脂酸鋅等金屬皂、脂肪酰胺、乙撐雙硬脂酰胺、高熔點石蠟。

⑤聚酰胺：適用油酸酰胺、硬脂酰胺、乙撐雙硬酯酰胺。

⑥PBT/PET樹脂：適用硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、脂肪酰胺、高熔點石蠟、聚乙烯蠟。

⑦酚醛、氨基樹脂：適用硬脂酸鋅等金屬皂、脂肪酰胺、乙撐雙硬脂硬酰胺、高熔點石蠟。