外润滑的作用与机理是什么

　　【塑胶五金网】热塑性高聚物与其他物质在接触界面上的特性是由外润滑作用决定的。

　　①脱模作用 塑性熔体对热金属表面的黏附程度在许多加工过程中非常重要。在低 温下，熔体对螺杆和加工设备机筒的黏附会促进熔体的塑化。熔体对机筒壁的黏附，对 于单螺杆挤出机的输送非常重要。同样的，对辊筒的黏附也影响到压延机的运行。选择 合适的润滑剂可以减小由于温度增加而引起黏附的过度增大。将热的和定型的熔体从辊 筒上均匀剥离时，过高的黏附作用会有不利影响。挤出生产线上定型系统的工作条件也 同样要求苛刻。有着良好脱模作用的润滑剂，其分子通常含有极性基团。烃蜡与极性塑 料相容性差，从有碍塑化方面而言，这类物质是典型的外润滑剂，仅有中等的脱模作 用，如图2-8所示。

　　图2-8 外润滑剂的脱模作用

　　在很多热塑性工程塑料中，褐煤蜡、 氧化聚乙烯蜡、季戊四醇四硬脂酸酯常 用作润滑剂。金属表面需要润滑剂良好 的润湿，从而熔体和设备表面才能分离。 羧酸具有这种界面作用。在加工可塑性 聚氯乙烯时，硬脂酸就足够了。而加工 硬聚氯乙烯时，则需使用褐煤酸的衍生 物，也常常使用低聚脂肪酸酯。在那些 对渗出不敏感的加工过程中，使用具有 强脱模作用的氧化聚乙烯蜡很具优越性。中等氧化度的聚乙烯蜡对于聚氯乙烯十分 有效。

　　通常为了得到所需的外润滑作用，要求润滑剂与聚合物有良好的相容性。在聚氯乙 烯和其他透明热塑性塑料中，不允许产生浊化现象。成品中如果渗出润滑剂，即使是非 常微量，也会影响到印刷、粘接、焊接和涂覆。

　　外润滑剂在熔体表面的聚集，会降低注塑部件熔合缝的强度。如使用一种具有合适 脱模作用并浓度恰当的润滑剂，则不会出现这个问题。这时，润滑剂优化了熔体在模具 中的流动性，也会提高熔合缝的强度。一般认为，调节黏附的润滑剂不会在熔体表面形 成润滑层。如果它们大量聚集，则存在渗出的危险，也就是说，润滑剂会渗出而沉积于 机器的表面。尤其是使用金属皂时，更有可能出现这种情况。

　　②阻塑 (降低摩擦) 作用 减小聚合物熔体和固体表面的黏附力称为脱模作用。 润滑剂也可通过其他的方式产生这种作用： 改变聚合物熔体与加工设备表面的动力 摩擦。

　　在热塑性塑料加工过程中，聚合物和添加剂在剪切变形作用下熔融并均一化。通过 恰当的螺杆设计，调节挤出机机头背压，加热及冷却，可使局部能量转换与特殊需要相 匹配。确定熔体和塑化设备接触表面的 摩擦阻力非常重要。比如过量的剪切会引起 聚氯乙烯加工中局部过热。在双螺杆挤出机中，材料进脱压区前应适当凝聚，但不能完 全凝胶。如果其完全熔融，高聚物制品则不一定能获得 的力学性能。

　　烃类化合物为基的润滑剂，例如，石蜡和矿物烃蜡，会在聚氯乙烯熔体和金属加工 设备之间形成润滑层，产生良好的滑动性。石蜡是一种廉价的润滑剂，适用于管材和电 缆挤出加工。

　　高熔点性的合成链烷烃蜡，可极好地减缓塑化，其缺点是难以准确定量。如果要精 细地调节配方，建议采用非氧化的、低相对分子质量的聚乙烯蜡。因为这些润滑剂与极 性塑料相容性不好，即使浓度很低，也会导致浊化现象的产生，因而它们也 于在不 透明配方中应用。过度添加减小摩擦力的润滑剂还会阻碍聚合物熔融并减小熔体在塑化 设备中的加料效率。

　　③防止熔体破裂 高剪切速率下的高黏度会导致一种通常被称为 “熔体破裂” 的 表面现象。它是由黏附和滑动 (黏/滑效应) 之间的振动变化所产生的，通常在挤出流 道时出现。这种作用会限制吹膜设备的产量，特别是在线形低密度聚乙烯的加工中。流 变学研究表明线形低密度聚乙烯和较易加工的低密度聚乙烯的黏度行为有重要的区别。 同时，在加工范围内，低密度聚乙烯的相对黏度和相对剪切速率呈现出明显的负相关 性，而线形低密度聚乙烯的剪切速率增大时，其黏度仅轻微降低。

　　润滑剂可以帮助解决这个问题。一些特殊的润滑剂，特别是热塑性氟弹性体，会 显著减小低密度聚乙烯和线形低密度聚乙烯间相对黏度/相对剪切行为的区别。这就 避免了通常在吹膜中所产生的表面不规整，俗称“鲨鱼皮”。含氟高聚物显然以含氟 化合物覆盖在金属设备和模具表面，这类含氟化合物和线形低密度聚乙烯是不相 容的。

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