石油樹脂

從某種角度看，石油樹脂集中了補強劑、軟化劑、增塑劑、增粘劑等多種配合劑的優(yōu)點于一體，它具有如下優(yōu)勢:

(1)與天然樹脂(松香樹脂、萜烯樹脂)相比，石油樹脂整個生產(chǎn)流程以石油裂解為起點，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，可以通過調(diào)節(jié)合成技術，提供補強、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)進行聚合，或與醛、芳烴、萜烯類化合物等共聚生成的樹脂狀物質(zhì)總稱為石油樹脂。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后，在氯乙醚的催化下進行聚合，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)石油樹脂產(chǎn)品。

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

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

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

(3)灰份含量 用于評定樹脂中無機物含量的多與寡，并可借以了解剩余催化劑的量，掌握樹脂中未反應催化劑的脫除程度。

(4)相容性 反映樹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，則必然會在膠料停放或成品儲藏過程中出現(xiàn)噴霜現(xiàn)象，影響產(chǎn)品的外觀、手感，嚴重的甚至影響使用壽命。

綜上所述，橡膠使用的石油樹脂一般應具有低酸值(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)時間長)，熔點相對較低，以防止其噴出產(chǎn)品表面影響使用壽命。熔點要適當?shù)鸵恍?以加快其在橡膠中的流動，獲得較好的分散效果，特別對用作增粘劑和軟化劑時這一點尤為重要)，但也要防止軟化點過低對某些要求具備一定力學性能的產(chǎn)品不利。此外，還要考慮耐水以及耐化學藥品侵蝕等性能。

石油樹脂產(chǎn)品的分類要比橡膠中常用的其他樹脂復雜，這是因為它的原料來源多，而且為了滿足不同的使用環(huán)境和要求，無論在原料選取或合成路線方面均需有靈活變動的余地。

按原料劃分，通?？煞殖扇箢?。

(1)芳香族石油樹脂 以石油裂解后的餾分為原料，在催化劑的作用下進行自聚、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。由于參與反應的組分不同，所得樹脂的性能也可能差異很大。

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

(2)脂肪族石油樹脂 這類石油樹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)于古馬龍樹脂。

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

(3)嵌段共聚石油樹脂 這是除以上兩類以外的第三類石油樹脂，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。嵌段共聚石油樹脂結構的有序性與熱塑性SBS類似，借助于陰離子催化劑的引發(fā)而聚合。該產(chǎn)品的優(yōu)勢在于適用于兩種極性相差懸殊的彈性體材料，使原來不可能共混的彈性體材料融為一體，這樣既簡化了工藝，又促進了它們之間的性能互補。

(君 軒)

理論研究