4.2. Воска (waxes)

Термином “воск” принято называть воскоподобные смеси органических веществ, обладающих свойствами, близкими к пчелиному воску: блеску, взаимной смешиваемостью, растворимостью в неполярных органических растворителях. Их физическое состояние может быть от сухого до слегка клейкого, от пластичного до хрупкого. Температура плавления восков от 50 до 100°С.

В зависимости от происхождения воски делятся на две группы []:

• природные;

• синтетические.

Природные воски делятся на:

• растительные;

• животные;

• минеральные.

Синтетические воски – воски, получаемые путем применения реакций органического синтеза. К синтетическим воскам относятся []:

• синтетические парафины и церезины,

• низкомолекулярные полиэтиленовые воски,

• полипропиленовый воск,

• сложные эфиры многоатомных спиртов;

• хлор-, фтор-, амино- и другие производные парафинов.

Полиэтиленовый воск представляет собой низкомолекулярный продукт полимеризации этилена, занимая промежуточное положение по числу мономерных звеньев в молекуле между обычными полиэтиленами и н-парафинами. Средняя молекулярная масса зависит от способа получения воска и его дальнейшего назначения, находится в диапазоне 400-600 единиц. Основными характеристиками данных продуктов являются температура плавления основной массы вещества, температура каплепадения, кинематическая вязкость при 100С, плотность.

Скользящие добавки на основе полиэтиленовых восков снижают вязкость композиций, улучшают текучие свойства смесей в процессах каландрования, шприцевания, предотвращают прилипание к металлическому оборудованию [10]. Лубриканты на основе полиэтиленовых восков выпускаются всеми ведущими мировыми производителями технологических добавок – «Honeywell Specialty Chemicals» [], «Rhein Chemie Corp.» [], «Akrochem Corp.» [], «Sovereign Chemical Co.»[], «Struktol Co. of America» [] и др.

Парафиновые воска содержат в своем составе твердые углеводороды метанового ряда, в основном, нормального строения (по 18-35 атомов углерода в молекуле) с температурой плавления 45-65°С. В состав парафинов также обычно входит небольшое количество изопарафиновых углеводородов, равно как и углеводородов с ароматическим или нафтеновым ядром в молекуле [].

Парафины представляют собой кристаллическое вещество белого цвета с молекулярной массой около 300-450. В расплавленном виде парафины обладают малой вязкостью. Часто для придания особых свойств применяется модификация парафиновых восков, к примеру полиэфирами [, ].

Церезины представлены смесью парафиновых углеводородов изомерного и нормального строения, с атомами углерода в молекуле в количестве от 36 до 55. Их температура каплепадения составляет порядка 55-100°С, а молекулярная масса 500-700.

Стоит также отметить, что церезины имеют также в своем составе парафино-нафтено-ароматические и парафино-нафтеновые углеводороды.

Скользящие добавки, выпускаемые на основе парафиновых и церезиновых восков позволяют добиться следующих преимуществ:

• увеличение поверхностного скольжение расплавленных композиций, улучшение качества поверхности экструдатов;

• снижение адгезии к металлу, предотвращение прилипание к металлическим частям перерабатывающих машин, облегчение извлечения изделий из формы;

• препятствие слипанию полуфабрикатов [, ].

Окисленный полиэтиленовый воск (Oxidized Polyethylene Wax) – применяется для изменения степени совместимости скользящей добавки и полимерной матрицы. Чаще используется как внешняя смазка, предохраняет смесь от прилипания к горячим металлическим частям оборудования.

Гораздо в меньших масштабах, по сравнению с синтетическими продуктами, применяются скользящие добавки на основе натуральных продуктов. Подавляющее большинство лубрикантов этой группы производятся на основе растительного воска. Наиболее распространены карнаубский воск, выделяемый из листьев бразильской пальмы; канделильский, пальмовый и др. Данные марки скользящих добавок производятся фирмами «R. Т. Vanderbilt, Company Inc.» [], «DuPont Dow Elastomers» [] и некоторыми другими.

Также общеизвестен и давно подтвержден факт роли различных восков не только в качестве технологически активных добавок, но и физических противостарителей [].