热塑性弹性体的研究进展

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1、热塑性弹性体的研究进展目前，热塑性弹性体工业发展迅速，新品种不断涌现，商业地位日益重要。热塑性弹性体(TPE)主要为嵌段或接枝聚合物，其中一相为橡胶相，贡献弹性；另一相为树脂，使热塑性弹性体具有强度，同时凭借链间作用力形成物理交联点，物理交联随温度的变化呈可逆变化,显示了热塑性弹性体的塑料加工特性。据印度BharatBookBureau日前的分析，世界热塑性弹性体(TPE)年增长率需求为6.4％，20l1年将增长至350万吨；产值将年增长7.8％，达到137亿美元，这是由于TPE使用数量增长，以及能源价格的持续上升而提高了TPE生产成本。虽

2、然美国仍是世界上某些产品如烯烃类TPE最大的生产国，但中国占世界市场的份额预计将于2011年增长到35％，成为世界最大数量的TPE生产国。在用TPE部件制造的许多关键产品生产方面，中国将快速扩大并使之多样化，尤其是较高性能的材料，如共聚酯弹性体(COPE)和热塑性硫化弹性体(TPV)。目前TPE消费结构中，苯乙烯类热塑性弹性体(TPS)约占44%，聚烯烃类热塑性弹性体(TPO)占31%，聚氨酯类热塑性弹性体(TPU)占9.5%，其他TPE占15%左右。TPE品种繁多，本文仅对应用最为广泛的苯乙烯类、聚氨酯类、聚烯烃类三种热塑性弹性体的性能做

3、一简要介绍，其中对聚烯烃类中的热塑性硫化橡胶的国内外研究进展进行了综述。一、苯乙烯类热塑性弹性体苯乙烯类嵌段共聚物型热塑性弹性体是最早研究的热塑性弹性体，主要包括SBS、氢化SBS(SEBS)、SIS和氢化SIS等，是目前世界上产量最大、发展最快的一种热塑性弹性体。从应用角度来看，苯乙烯类热塑性弹性体最令人感兴趣的是室温下的性能与硫化橡胶相似，另外其弹性模量异常高，并且不随相对分子质量变化。苯乙烯类热塑性弹性体凭借其强度高、柔软、具有橡胶弹性、永久变形小的特点，在制鞋业、塑料改性、沥青改性、防水涂料、液封材料、电线、电缆、汽车部件、医疗器械

4、部件、家用电器、办公自动化和胶粘剂等方面具有广泛的应用。SBS和SIS的最大问题是不耐热,使用温度一般不超过80℃。同时,其强伸性、耐候性、耐油性、耐磨性能等也都无法同橡胶相比。其改性后的氢化SBS(SEBS)和氢化SIS，在实际应用中的性能远高于普通的线型和星型SBS,使用温度可达130℃,尤其是具有优异的耐臭氧、耐氧化、耐紫外线和耐天候性能,在非动态用途方面可与乙丙橡胶媲美。巴陵石化作为我国最大的苯乙烯热塑性弹性体的生产基地，通过对SBS、SEBS极化改性，对SBS选择性加氢等技术，以达到提高产品性能、降低成本的目的。关于SEBS的研究

5、主要集中在两个方面：一是SEBS自身作为相容剂和增韧剂；二是SEBS作为基体参与材料的共混。为增加SEBS与聚合物的相容性，减小界面张力，通常采用溶液接枝改性和共混改性的方法。最常见的SEBS改性方法是将其与马来酸酐接枝，作为尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC)等工程塑料类'合金'的增容剂。热塑性塑料如聚丙烯(PP)经常被用于改性SEBS弹性体。一方面，用热塑性塑料改性SEBS可以降低其熔融粘度，使SEBS易于加工；另一方面，热塑性塑料可有效地改善SEBS弹性体体系的力学性能；此外，热塑性塑料价格低廉，可降低SEBS弹性体材料的成本。二、聚氨酯类

6、热塑性弹性体聚氨酯类热塑性弹性体(TPU)一般是由平均相对分子质量为600～4000的长链多元醇(聚醚或聚酯)和相对分子质量为61～400的扩链剂及多异氰酸酯加成聚合的线性高分子材料。TPU大分子主链中长链多元醇(聚醚或聚酯)构成软段，主要控制其低温性能、耐溶剂性和耐候性，而扩链剂及多异氰酸酯构成硬段。由于硬、软段的配比可以在很大范围内调整，因此所得到的热塑性聚氨酯既可以是柔软的弹性体，又可以是脆性的高模量塑料，也可制成薄膜、纤维，是目前TPE中唯一能够做到的品种。TPU具有极好的耐磨性、耐油性和耐寒性，对氧、臭氧和辐射等都有足够的抵抗能力

7、，同时作为弹性体具有很高的拉伸强度和断裂伸长率，还兼具压缩永久变形小、承载能力大等优良性能。近年TPU已在国民经济的许多领域如制鞋行业、医疗卫生、服装面料和国防用品等行业得到了广泛的应用，但其缺点是耐老化性差、湿表面摩擦系数低、容易打滑。而且TPU具有强极性，在加工过程中，当剪切作用强烈时，内部易发热，从而发生降解，其熔体粘度对温度依赖性强，较小的温度变化就能引起其粘度的急剧变化，因而加工温度范围窄，再加之成本较高，价格昂贵，进一步限制了TPU的推广应用。近年来，国内外对TPU聚合物共混技术的研究比较活跃，通过相容共混技术,在TPU中掺杂廉

8、价聚合物，如TPU与PVC共混，从而达到降低成本、改善某些特殊性能的目的；或者将TPU作为一些聚合物的改性剂，适宜的TPU种类和CPE制成的二元TPU/CPE合金能明显改善TPU