隨著國內外塑料加工技術的不斷開發和塑料加工設備的大量應用，為了提高加工速度、降低能耗，提高塑料制品質量，尤其是表觀質量，塑料潤滑劑的品種和數量都得到了迅速發展。作為塑料的一種加工助劑，塑料潤滑劑已經有幾十年的歷史，國外相關實驗和報道也較多。直到20世紀末，潤滑劑及潤滑作用還沒有真正意義上的理論及規律。僅靠一般代表性的規律，借鑒普通化學中的相似相溶規律。也就是潤滑劑的極性與樹脂的極性越相似，其相容性越好，因而其內潤滑作用也越好；反之則外潤滑作用較強。但是判斷潤滑劑極性的根據是潤滑劑的化學結構，即潤滑劑分子中含有的羧基、酯基、羥基、酰基以及醚基、酮基等極性官能團的種類、數量及其與長鏈烷基的比例。由于潤滑劑化學結構的復雜多樣，以及相鄰官能團的相互影響，使對潤滑劑的極性大小的判斷更為困難，這就造成了僅憑潤滑劑的極性來推斷潤滑劑的潤滑作用，與潤滑劑實際上所起的潤滑作用之間的差異遠遠超出了人們的想象。[1]

一． 塑料潤滑劑的作用機理

1.1 外潤滑劑的作用機理

外潤滑劑一般是非極性或極性較低的有機化合物，因而表面張力很小，與強極性的樹脂相容性也小，極易被強極性樹脂排斥到體系的界面上，形成薄層外潤滑膜。樹脂塑化前外潤滑劑包裹在樹脂粒子表面，減少樹脂粒子間摩擦，阻止樹脂鏈段的相互纏繞、粘連，延緩樹脂的塑化;樹脂塑化后，外潤滑劑在樹脂熔體表面形成的薄膜，可以減少樹脂熔體對金屬表面的粘附和摩擦。但由于外潤滑劑與極性樹脂和金屬表面的作用力很小，因此在高溫和剪切力作用下，外潤滑劑薄膜強度較低，很容易被破壞，影響外潤滑作用的效果。如果是帶有極性基團的外潤滑劑，如硬脂酸鉛和氧化聚乙烯蠟等，由于可以與極性樹脂粒子表面的極性結點形成絡合鍵，也可以與帶有自由電子的金屬表面形成絡合鍵，因而形成的外潤滑劑薄膜的強度就較強，其附著力也較強，也不易被剪切力破壞。

1.2 內潤滑劑的作用機理

內潤滑劑通常是帶有極性基團的小分子有機化合物。根據相似相容原理，內潤滑劑與極性樹脂具有很好的相容性。內潤滑劑能夠比較容易的插入到樹脂各層粒子之間以及分子內的鏈段之間。在樹脂塑化前，樹脂的極性結點與內潤滑劑的極性部分的親和力較強，化學吸附后形成絡合鍵，處在動態平衡的結合，減弱了樹脂鏈段間的摩擦力;樹脂塑化后，內潤滑劑的極性基團減弱了熔體內分子間及分子鏈段之間的相互作用力，使樹脂熔體易于流動，降低了塑化扭矩，降低了熔體黏度，起到了內潤滑的作用。內潤滑劑的極性、黏度和熔點三者相比較，極性是最為關鍵的因素。例如石蠟的熔點和熔體黏度都不高，但由于幾乎沒有極性，因此只能被樹脂微粒物理吸附，而不能形成化學吸附。物理吸附的作用力主要是范德華力中的色散力，當溫度升高時，其吸附作用馬上明顯下降。而化學吸附由于形成了絡合鍵，即使在較高的加工溫度下仍能夠動態平衡地被樹脂粒子所吸附。

潤滑劑的內部潤滑指數

二． 塑料潤滑劑的分類

塑料潤滑劑的品種很多，分類方法也很多。最常用的分類方法有兩種。一種是根據潤滑劑的潤滑作用，分成內潤滑劑(脂肪酸酯類和醇類等)、外潤滑劑(金屬皂、高級脂肪酸、脂肪酰胺和石蠟等)和復合潤滑劑(金屬皂類硬脂酸鈣和脂肪酸皂等)三大類;另一種是根據潤滑劑的化學結構，大致分成烴類、脂肪酸酰胺類、高級脂肪酸類、酯類、醇類、金屬皂類和復合型潤滑劑類。

2.1 烴類塑料潤滑劑

烴類塑料潤滑劑來源廣泛、價格低廉、性能穩定、潤滑作用較好。應用較多的品種包括液體石蠟、天然石蠟、微晶蠟、鹵代烴、聚乙烯蠟(PE蠟)、聚丙烯蠟(PP蠟)和氧化聚乙烯蠟(OPE蠟)。除了氧化聚乙烯蠟以外，均為非極性化合物。根據相似相容原則，該類潤滑劑在非極性樹脂中為內潤滑劑，而在極性樹脂中則為外潤滑劑。

2.2 脂肪類塑料潤滑劑

脂肪酸類包括飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、羥基脂肪酸和氧化脂肪酸等。其中應用最廣的是硬脂酸。硬脂酸的極性比硬脂酸醇小，因此與極性樹脂的相容度也小得多。硬脂酸分子之間存在著氫鍵結構。氫鍵解離之前，硬脂酸只能起外潤滑，而在高溫、高剪切力作用下，氫鍵解離之后，才有可能起內潤滑作用。硬脂酸的揮發性較大，在塑料加工過程中不宜過量，以免在真空定型器中及注塑模具中都會冷凝，影響連續生產或熔接痕的力學性能。

脂肪醇類潤滑劑是以直鏈飽和脂肪醇化合物為主，其潤滑性隨著碳鏈的增加而增加。它們與聚氯乙烯等許多聚合物的極性相似，相容性較好，因而內潤滑性能優良，且不影響產品的透明度，具有與熱穩定劑協同和促進助劑分散的效能，是構成潤滑劑熱穩定劑及復合潤滑劑的基礎成分。

脂肪酰胺類主要包括脂肪酸酰胺和烷撐雙脂肪酸酰胺。該類潤滑劑耐熱性、脫模性、透明性均較好，而且與穩定劑有協同效應。脂肪酰胺潤滑劑熔點較高，具有界面潤滑作用，一般傾向于外潤滑效果。烷撐脂肪雙酰胺與單酰胺相比，融點高、熱穩定性好、應用廣泛，并且兼具多項輔助功能。

脂肪酸酯類潤滑劑一般為高級脂肪酸酯類化合物，兼具內潤滑劑和外潤滑劑的作用，因而適用范圍廣，用量大，與其他助劑的協同效能好，是塑料行業中不可多得的助劑之一。同時由于分子中含有多個極性酯基和多個非極性的烷基，所以同樹脂有較好的相容性，同時該類潤滑劑對設備和制品均不污染，是塑料加工的較為理想的潤滑劑。

目前市場上成熟的產品多為單一性能的塑料潤滑劑，功效有一定的局限性。即便是復合型的塑料潤滑劑也只是幾種組分的簡單復配，在效果上是這幾種組分性能的折衷。利用分子合成的方法，實現塑料潤滑劑的官能團多元化、功能高效化和環保低污染化是今后塑料潤滑劑發展的主要方向。[2]

參考文獻：

1. 劉芳, 李杰, 時凱. 塑料潤滑劑及潤滑作用的理論與應用概[J]. 聚氯乙烯, 2008, 36(8): 29-33．

2. 楊士亮, 楊宏偉, 馬玉紅, 李召良, 郝敬團. 塑料潤滑劑的發展現狀及應用[J]. 廣州化工, 2013, 41(2): 20-25.