石油樹(shù)脂

從某種角度看，石油樹(shù)脂集中了補(bǔ)強(qiáng)劑、軟化劑、增塑劑、增粘劑等多種配合劑的優(yōu)點(diǎn)于一體，它具有如下優(yōu)勢(shì):

(1)與天然樹(shù)脂(松香樹(shù)脂、萜烯樹(shù)脂)相比，石油樹(shù)脂整個(gè)生產(chǎn)流程以石油裂解為起點(diǎn)，以裂解副產(chǎn)品為原料，故不占用土地，原料充沛，增產(chǎn)潛力大。

(2)性能全面，具有多功能特點(diǎn)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)合成技術(shù)，提供補(bǔ)強(qiáng)、軟化、增粘和增塑等多方面的功能，滿足橡膠加工和產(chǎn)品性能兩方面的要求。制造路線 利用石油裂解得到的餾分(烯烴或環(huán)烯烴)進(jìn)行聚合，或與醛、芳烴、萜烯類(lèi)化合物等共聚生成的樹(shù)脂狀物質(zhì)總稱(chēng)為石油樹(shù)脂。以石油化工廠裂解所得之輕焦油為基本原料，截取其130°C～170°C的餾分。這些餾分與三氧化鋁或三氧化硼反應(yīng)后，在氯乙醚的催化下進(jìn)行聚合，再加入石灰水破壞掉催化劑，經(jīng)水洗、減壓、蒸餾而得到固態(tài)石油樹(shù)脂產(chǎn)品。

產(chǎn)品性狀 黃色至棕色樹(shù)脂狀固體，分子量600～8 000，軟化點(diǎn)66 °C ～125 °C，相對(duì)密度0.97 ～0.975，閃點(diǎn) 260 °C，酸值0 ～2，皂化值0 ～2，折光指數(shù)1.58 ～1.60，石油樹(shù)脂具有酸價(jià)低、相溶性好、熔點(diǎn)低、耐水、耐乙醇和耐化學(xué)藥品等良好特點(diǎn)。石油樹(shù)脂溶于石蠟烴和氯化烴類(lèi)，但不溶于低級(jí)醇和酮類(lèi)。在石油樹(shù)脂的諸多性能中關(guān)鍵的幾項(xiàng)性能如下:

(1)軟化點(diǎn) 固態(tài)的石油樹(shù)脂要通過(guò)混煉才能均勻地分散到橡膠基質(zhì)中去，所以，其軟化點(diǎn)必須處于彈性體粘流態(tài)的溫度范圍之內(nèi)。橡膠密煉機(jī)混煉室溫度一般控制在100°C～120°C的區(qū)間，這與石油樹(shù)脂的軟化點(diǎn)正好相匹配。

(2)酸值 反映樹(shù)脂中酸性物質(zhì)的總含量，它也可以衡量樹(shù)脂停放時(shí)羧基化合物的變化，這對(duì)控制好樹(shù)脂的儲(chǔ)存穩(wěn)定性很重要。

(3)灰份含量 用于評(píng)定樹(shù)脂中無(wú)機(jī)物含量的多與寡，并可借以了解剩余催化劑的量，掌握樹(shù)脂中未反應(yīng)催化劑的脫除程度。

(4)相容性 反映樹(shù)脂添加到膠料中后與膠料之間的相容程度。如果相容性不佳，則必然會(huì)在膠料停放或成品儲(chǔ)藏過(guò)程中出現(xiàn)噴霜現(xiàn)象，影響產(chǎn)品的外觀、手感，嚴(yán)重的甚至影響使用壽命。

綜上所述，橡膠使用的石油樹(shù)脂一般應(yīng)具有低酸值(意味著穩(wěn)定性好)，與橡膠主體材料的相容性好(意味著相容后的有效持續(xù)時(shí)間長(zhǎng))，熔點(diǎn)相對(duì)較低，以防止其噴出產(chǎn)品表面影響使用壽命。熔點(diǎn)要適當(dāng)?shù)鸵恍?以加快其在橡膠中的流動(dòng)，獲得較好的分散效果，特別對(duì)用作增粘劑和軟化劑時(shí)這一點(diǎn)尤為重要)，但也要防止軟化點(diǎn)過(guò)低對(duì)某些要求具備一定力學(xué)性能的產(chǎn)品不利。此外，還要考慮耐水以及耐化學(xué)藥品侵蝕等性能。

石油樹(shù)脂產(chǎn)品的分類(lèi)要比橡膠中常用的其他樹(shù)脂復(fù)雜，這是因?yàn)樗脑蟻?lái)源多，而且為了滿足不同的使用環(huán)境和要求，無(wú)論在原料選取或合成路線方面均需有靈活變動(dòng)的余地。

按原料劃分，通?？煞殖扇箢?lèi)。

(1)芳香族石油樹(shù)脂 以石油裂解后的餾分為原料，在催化劑的作用下進(jìn)行自聚、共聚或嵌段共聚。根據(jù)聚合工藝的不同可采用不同的催化體系。由于參與反應(yīng)的組分不同，所得樹(shù)脂的性能也可能差異很大。

膠料中添加這類(lèi)石油樹(shù)脂后硬度及定伸應(yīng)力提高，抗老化性能較好。老化前后對(duì)比數(shù)據(jù)穩(wěn)定，均勻性良好，添加樹(shù)脂之后耐磨性能提高20%，這對(duì)輪胎來(lái)說(shuō)非常有利。

(2)脂肪族石油樹(shù)脂 這類(lèi)石油樹(shù)脂和橡膠的相容性好，但由于它含二烯成分較多，不飽和度高，所以熱穩(wěn)定性較差，但增粘效果優(yōu)于古馬龍樹(shù)脂。

這類(lèi)樹(shù)脂是乙烯裂解后的副產(chǎn)物C5餾分聚合所得，以反式結(jié)構(gòu)為主。在路易斯酸的催化作用下，經(jīng)陰離子聚合而得。

(3)嵌段共聚石油樹(shù)脂 這是除以上兩類(lèi)以外的第三類(lèi)石油樹(shù)脂，它是芳香族餾分與異戊二烯兩種單體的有規(guī)嵌段共聚體。嵌段共聚石油樹(shù)脂結(jié)構(gòu)的有序性與熱塑性SBS類(lèi)似，借助于陰離子催化劑的引發(fā)而聚合。該產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)在于適用于兩種極性相差懸殊的彈性體材料，使原來(lái)不可能共混的彈性體材料融為一體，這樣既簡(jiǎn)化了工藝，又促進(jìn)了它們之間的性能互補(bǔ)。

(君 軒)

理論研究