一文读懂配方中硬脂酸和硬脂酸钙

硬脂酸

硬脂酸，即十八烷酸，分子式C18H36O2，由油脂水解生产，主要用于生产硬脂酸盐。

性状：纯品为白色略带光泽的蜡状小片结晶体。

熔点：71.5-72℃ 69.6℃；

沸点：232℃（2.0kPa）；

相对密度：0.9408；

折射率：1.4299；360℃分解（另有资料称376.1℃）；无毒。

不溶于水（20℃时，100毫升水中只溶解0.00029g）。

稍溶于冷乙醇。

溶于丙酮、苯、乙醚、氯仿、四氯化碳、二氧化硫、三氯甲烷、热乙醇、甲苯、醋酸戊酯等。

在90-100℃下慢慢挥发。具有一般有机羧酸的化学通性。

工业品纯度40-97%，为白色或微黄色或块状物，是硬脂酸和软脂酸(十六烷酸)的混合物，并含少量油酸，微带脂肪味，无毒。商品的硬脂酸种类很多，作为润滑剂使用以碘值和酯值较低者为好，这样不会影响制品的耐热性和耐候性。

用途及效果

一般认为，硬脂酸以内润滑为主，但其也具有较优越的外部润滑性。硬脂酸是极性基团，与PVC树脂有很好的相容性，可以对熔体起到较好的内润滑作用，但是硬脂酸分子间又通过氢键缔合，使得硬脂酸的极性下降，外润滑作用增强。

硬脂酸少量使用即可得到很大的润滑效果，而且还有防止压折的效果。一般加入量为0.2~0.5phr，用量过多（0.5phr以上）对润滑效果不仅没有好处，反而会损害制品的透明性，甚至引起喷霜。为了避免延迟PVC的凝胶化速度，和硬脂酸丁酯等内部润滑剂并用。

实际应用中要注意，硬脂酸在低温或少量的时候，能起内润滑作用，但当温度升高或用量增加时，它的外润滑作用就逐渐占优势。尤其是高填料配方中，硬脂酸的选用比例要格外小心，因为很多填料处理过程中添加了硬脂酸。盲目使用硬脂酸，往往会造成塑化不良，喷霜、析出等诸多问题。

硬脂酸钙

硬脂酸钙，白色粉末，钙含量：6.4%-7.0% ，游离酸≤0.1% ；挥发份≤2.0% ，熔点：149℃-155℃。不溶于水，不溶于大多数的溶剂。

加热时，微溶于乙醇，芳香化合物，氯代烃或者植物油、矿物油或石蜡。

遇无机酸分解为硬脂酸和相应的钙盐。在空气中有吸水性，贮运时应注意防潮。用作聚氯乙烯塑料的无毒稳定剂、润滑剂、脱模剂及纺织品防水剂。

硬脂酸钙, 被公认具有生理安全性，急性毒性：口服-大鼠 LD50：> 10000 毫克/公斤；口服-小鼠 LD50：> 10000 毫克/公斤。无硫化污染性，长期热稳定性好。

硬脂酸钙在加热时会呈现出一些有趣的效应。它在 120°C 和130°C 之间的温度开始软化，到160°C左右后粘度不再变化。DSC 测试中，有一个表明结晶水的分离的结晶峰。表明硬脂酸钙不是一种经典的熔体。

作用及效果

作为PVC润滑剂时，一般被认为是内润滑剂。硬脂酸钙是中强碱钙的硬脂酸盐，具有较强的极性，PVC树脂微粒的化学活性点可与硬脂酸钙形成较稳定的络合体系。而硬脂酸钙的两个长链烷基，与PVC等极性树脂的相容性较小，在PVC树脂内部构成局部的微观两相界面，即润滑膜。

其润滑作用的微观本质是非极性的长链烷基所形成的局部润滑界面与极性树脂链段间的作用力小于树脂链段间的作用力，又由于树脂链段间有许多小孔隙，所以当树脂链段发生位移时，可以任意变形的烷基被挤入与之相邻的其他孔隙中，从而减少了树脂链段位移时的阻力，起到内润滑作用。

配方中单独使用硬脂酸钙，可加速塑化，提高熔体粘度，增大转矩，并具有一定脱模效果，而单独使用石蜡，表现出延迟塑化，降低转矩，无脱模作用。将硬脂酸钙和石蜡（聚乙烯蜡）按一定比例混合使用时，表现出了良好的效果，物料转矩值可降低很多，这是由于石蜡渗入硬脂酸钙分子间，强化了润滑作用，表现出很强的协同效果，改善了润滑剂的分散情况。

实际应用时，作为PVC润滑剂的硬脂酸钙并非只发挥内润滑作用，它的润滑作用比较复杂，在其它内润滑比例比较高的情况下，它会体现出外润滑的作用。而且，它与很多润滑剂具有协同作用。