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這里說(shuō)的TPE是指以苯乙烯彈性體為基料的TPE(以下簡(jiǎn)稱TPE-S),常規(guī)配方以PP+sebs+油+碳酸鈣+潤(rùn)滑劑+抗氧劑為組成,以常規(guī)雙螺桿共混造粒。常規(guī)加到TPE-S中的油,主要分為2種,①是石蠟基油,②是環(huán)烷油,關(guān)于怎么識(shí)別環(huán)烷油可參考這篇文章:通過(guò)傾點(diǎn)、密度、粘度指數(shù)識(shí)別環(huán)烷油。
一、首先,介紹幾個(gè)油品物性關(guān)鍵的術(shù)語(yǔ)
因?yàn)檫@幾個(gè)方面術(shù)語(yǔ)熟悉了,您就可以快速選擇您所需要的油。很多意義不大的術(shù)語(yǔ),只有忽悠您關(guān)注他們公眾號(hào),才會(huì)堆砌起來(lái),所以,我們這里不介紹。(提示:還是關(guān)注韌科技吧)
①閃點(diǎn)
在規(guī)定的條件下,將油品加熱,隨油溫的升高,油蒸汽在空氣中的濃度也隨之增加,當(dāng)升到某一溫度時(shí),油蒸汽和空氣組成的混合物中,油蒸汽含量達(dá)到可染濃度,若把火焰拿近這種混合物,它就會(huì)閃火,把產(chǎn)生這種現(xiàn)象的較低溫度稱為石油產(chǎn)品的閃點(diǎn)。閃點(diǎn)測(cè)定儀器如下圖左側(cè)。
②運(yùn)動(dòng)粘度
運(yùn)動(dòng)黏度:流動(dòng)物質(zhì)內(nèi)部阻力的量度叫粘度,粘度值隨溫度的升高而降低。大參數(shù)潤(rùn)滑油是根據(jù)粘度來(lái)分牌號(hào)的。表示液體在重力作用下流動(dòng)時(shí)內(nèi)部阻力的量度,其值為相同溫度下液體的動(dòng)力粘度與其密度之比 。在某一恒定溫度下,測(cè)定一定體積的液體在重力作用下流過(guò)一個(gè)標(biāo)定好的玻璃毛細(xì)管粘度計(jì)的時(shí)間,粘度計(jì)的毛細(xì)管常數(shù)與流動(dòng)時(shí)間的乘積即為該溫度下所測(cè)定液體的運(yùn)動(dòng)粘度。一般油品物性報(bào)告會(huì)提供40°C和100°C的運(yùn)動(dòng)粘度指標(biāo),單位是mm2/s。粘度測(cè)定儀器如上圖右側(cè)。
③碳型分析
人們通過(guò)多年的研究,發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)對(duì)石油烴分子的碳鏈形狀結(jié)構(gòu)的描述,來(lái)區(qū)分石油烴的類型,如果采用這種方法時(shí)通常稱之為碳型分析數(shù)據(jù)。,可以通過(guò)Cx%值的大小加以判斷。
如果Cn%≥40%,該油品就是環(huán)烷油。
如果Cn%≥50%,該油品就是高純度的環(huán)烷油,如克拉瑪依煉油廠的環(huán)烷油KN4010 Cn=50%;
如果Cp%≥55%,該油品就是石臘基油,如克拉瑪依煉油廠的石臘基油KP6030 Cp=70%;
④色度
油品色度用賽波特Saybolt顏色號(hào)(簡(jiǎn)稱賽氏號(hào))表示,賽氏號(hào)是通過(guò)這樣測(cè)試得出的:指當(dāng)透過(guò)試樣液柱與標(biāo)準(zhǔn)色板觀測(cè)對(duì)比時(shí),測(cè)得的與三種標(biāo)準(zhǔn)色板之一接近時(shí)的液柱高度數(shù)值。賽氏號(hào)規(guī)定為:-16(深)~+30(淺)。按照規(guī)定的方法調(diào)整試樣的液柱高度,直到試樣明顯地淺于標(biāo)準(zhǔn)色板的顏色為止。無(wú)論顏色較深、可疑或匹配,均報(bào)告試樣的上一個(gè)液柱高度所對(duì)應(yīng)的賽波特顏色號(hào)。
二、油品性能對(duì)TPE-S性能的影響
①粘度對(duì)TPE-S性能的影響
發(fā)現(xiàn)加環(huán)烷油的TPE-S硬度要略高點(diǎn),我們推測(cè)因?yàn)榄h(huán)烷油與SEBS中的EB段相溶性更佳,導(dǎo)致環(huán)烷油對(duì)塑料相的軟化作用降低到低點(diǎn)。這也是為什么加環(huán)烷油TPE-S的機(jī)械性能更好的緣故。
發(fā)現(xiàn)加不同粘度的石蠟基油對(duì)TPE-S的機(jī)械性能影響不大,綜合性能來(lái)看,加油量是SEBS的1~1.6倍為佳,當(dāng)然這個(gè)取決于SEBS的分子量,如果分子量大就需要多加油,只有充適量的油,讓SEBS能正常塑化,但并不是過(guò)量,如果過(guò)量,則削弱了SEBS分子間、及與PP間的相互吸引力,而導(dǎo)致機(jī)械性能下降;反過(guò)來(lái)的情況,SEBS吸油量過(guò)少,導(dǎo)致SEBS不能充分塑化,與PP及其它填料等的分散,導(dǎo)致機(jī)械性能下降,這也是我們經(jīng)常會(huì)遇到高分子量的SEBS反而做不出高強(qiáng)度TPE-S的原因。
對(duì)于TPE-S的加工流動(dòng)性來(lái)說(shuō),通常肯定是粘度小的油品,TPE-S流動(dòng)性更好。加同樣粘度的石蠟基油比環(huán)烷油流動(dòng)性更好!
②閃點(diǎn)對(duì)TPE-S性能的影響
閃點(diǎn)的高低決定了油品分子量大小,通常粘度小的油閃點(diǎn)低。另外同樣粘度的環(huán)烷油比石蠟基油閃點(diǎn)要低。具體為什么是這樣?韌客社區(qū)stoneavid 分析如下:石蠟基的油品以直鏈或支化鏈烷烴為主,而環(huán)烷油以環(huán)烷烴為主。 從化學(xué)原理上看,環(huán)烷烴由于結(jié)合成環(huán)的因素,能是液態(tài)的環(huán)烴其碳原子數(shù)是比較固定的幾位,如環(huán)己烷、環(huán)辛烷等,也就是其形成的油品分子量基本會(huì)是在一個(gè)比較窄的范圍內(nèi) 而石蠟油的直鏈烴的碳原子數(shù)可以存在的范圍要大得多,因此市場(chǎng)上根據(jù)C原子數(shù)量不同,調(diào)節(jié)油品內(nèi)分子量大小的分布,其閃點(diǎn)范圍也可以存在較大的范圍。
閃點(diǎn)主要影響TPE的熱失重性能,一般要求熱失重小,則需要選擇高閃點(diǎn)的石蠟基油。另外在加工時(shí)候,如果閃點(diǎn)低,則會(huì)在??趽]發(fā)出煙霧,影響生產(chǎn)環(huán)境。如下圖:RENPRENE TPE K045B-H采用的是閃點(diǎn)在220°C的石蠟基油,而K045B-GV采用的是閃點(diǎn)在260°C的石蠟基油,2個(gè)產(chǎn)品在水中煮了72小時(shí),用K045B-H材料的產(chǎn)品明顯縮小了!
③碳型比例對(duì)TPE-S性能的影響
在上面①粘度對(duì)TPE-S性能的影響表格中,已經(jīng)提及環(huán)烷油和石蠟基油對(duì)TPE-S的性能有著不同的影響,除此之外,我們得出的經(jīng)驗(yàn),環(huán)烷油比石蠟基油的充油速度更快,所以,我們可以通過(guò)碳型分析得出油品的充油速度。當(dāng)然充油速度與油溫、SEBS比表面積,SEBS分子量都有關(guān)系。
④色度對(duì)TPE-S性能的影響
色度直觀的影響是TPE-S材料的外觀,當(dāng)使用色度值高的油品,我們得到的TPE-S材料更加接近材料的本色。并且色度高的油品,說(shuō)明未脫除的小分子物更少,對(duì)終TPE-S材料通過(guò)VOC更有幫助。不過(guò)色度值高的油品并不能說(shuō)明油品的耐高溫老化和光照好,耐高溫老化、耐光照好主要還是取決于氫化度,氫化度越高,材料的耐高溫老化、耐光照都好。發(fā)現(xiàn)環(huán)烷基油通過(guò)氫化更容易達(dá)到高溫老化要求,但石蠟基油則氫化度要非常高才能耐高溫老化。但氫化度只要不高,不管是石蠟基還是環(huán)烷油,光照老化肯定很差,一般3-5天陽(yáng)光照射,色度就從20幾降低到5左右。通常粘度高的油品,相對(duì)來(lái)說(shuō)氫化度要做高比較難,所以,我們很少看到粘度又高,色度極其高的油品。