SBS热塑性弹性体.doc

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1、SBS热塑性弹性体(ThermoplasticSBSe1astomer)热塑性弹性体(themloplastic．elastomer，简称TPE)是指在高温下能塑化成型，在常温下又能显示橡胶弹性的一类材料，它兼具热塑性塑料的加工成型的特征和硫化橡胶的弹性。丁苯热塑性弹性体是采用丁二烯与苯乙烯共聚得到的苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段聚合物，简称SBS。丁苯热塑性弹性体首先由美国Phillips公司于1963年研制成功。商品名为Solprene，1965年美国Shell公司采用阴离子三步法生产出了同类产品，而后日本旭化成公司、英国、德国等国也相继投入工业

2、化生产。我国目前也在巴陵石化公司和燕山石化公司建成万吨级SBS生产装置。SBS主要用于制造鞋底和粘合剂等产品。SBS的结构与性能(一)SBS的结构与性能概述通过红外光谱、电子显微镜等多种分析手段，证明SBS是三嵌段共聚物，具有两个玻璃化转变温度。SBS分子结构中的中央段是聚丁二烯(橡胶相)，为连续相，两端是聚苯乙烯(塑料相)为分散相，即苯乙烯(S)—丁二烯(B)—苯乙烯(S)三嵌段结构。常温下，SBS具有互不相容的两相结构，分散相聚苯乙烯互相聚集在一起(又称微区)，此时PS微区起物理交联作用和对橡胶相PB段补强作用。聚苯乙烯段在常温下呈玻璃状，非常

3、坚硬，并使提供弹性的聚丁二烯段末端固定，构成物理交联网状结构，结果SBS在常温下呈现弹性体特征。当升温至PS的玻璃化温度Tg以上时，PS形成的微区熔融，物理交联点解除，从而出现塑性流动，因此可以用注塑、挤出等热塑性塑料的成型方法成型。当冷却至PS的Tg以下时，上述PS微区结构再次建立，恢复网状结构，使得SBS具有热塑性弹性体的特征。SBS的结构式，根据合成方法不同，SBS有线型结构和星型结构，线型SBS的结构式为SBS结构中。两个玻璃化温度为70—80℃，—100℃，分别为对应于聚苯乙烯段、聚丁二烯段的玻璃化温度，嵌段共聚物中苯乙烯含量对其力学性能

4、影响较大，苯乙烯含量增加，SBS的拉伸强度和定伸应力随之增加，但伸长率大幅度下降。SBS的分子量对性能有很大影响，分子量大，溶液粘度大，粘接强度高。SBS产品中的单体组成比很重要，随着苯乙烯与丁二烯之比S／B增大，聚合物溶液粘度变小，拉伸强度和硬度增加。SBS为两相结构，故有两个玻璃化温SBS有较高的生胶强度和弹性，永久变形比塑料小得多，但比硫化橡胶稍大。温度升高，SBS拉伸强度、硬度下降，塑性增加，有利于成型加工。SBS由于其橡胶段聚丁二烯结构中含有不饱和双键，使得其对氧、臭氧、紫外光等耐老化性能不佳。SBS耐老化性能与丁苯橡胶相似。SBS通过加

5、氢饱和的方法来改善胶料的热稳定性和耐老化性能。SBS具有优良的绝缘性能，但耐溶剂性能不佳。SBS与水、弱酸、碱等不溶，但正己烷、四氯化碳、燃料油、甲苯等溶剂均可溶解SBS。（二）SBS的物理—机械性能1、良好的强伸性能SBS无需硫化即具有普通硫化橡胶的强伸性能，下表为SBS与硫化天然橡胶（NR）、硫化丁苯橡胶（SBR）以及某些类似弹性体如增塑聚氯乙烯（SPVC）、乙烯—醋酸乙烯共聚物（EVA）、低密度聚乙烯（LDPE）等的强伸性能比较。上表中SBS的各项性能指数(除MI以外)都与NR和SBR相似，而和EVA、SPVC、LDPE等则差别较大。特别明显

6、的是断裂伸长率与永久变形的比值，SBS和NR、SBR在一个数量级，而EVA、SPVC、LDPE则在另一个数量范围。橡胶和SBS弹性好、伸长大、变形小，所以比值大；而EVA等塑料弹性差、伸长小、变形大，所以比值小。2．显著的弹性性能SBS弹性性能的显著标志之一是：它和NR、SBR有着相似的拉伸应力—应变曲线，即较小的应力能产生较大的形变，且第一次和第二次基本相似，而EVA、PVC等塑料则相距甚远。标志之二是它的落球回弹高度或者Yerzley回弹也更接近于橡胶而区别于塑料，如表5—9—2。3．较高的表面摩擦系数测试结果表明，SBS的摩擦系数高，和普通硫

7、化橡胶属于同一级别；而一般热塑性塑料摩擦系数低，仅为SBS的50％左右。这一特性对制鞋工业很有实际意义，摩擦系数大，对地面抓着力强，穿着行走安全。摩擦系数大小还和材料硬度及表面光洁度有关。材料越硬，越光滑，摩擦系数越小。PVC对温度敏感，温度越低，其硬度越大，越容易打滑，穿着行走越不安全。SBS对温度不敏感因而安全舒适。4．优异的低温性能SBS良好的低温柔软性是其显著特点。图5—9—3是SBS和几种常见高聚物在不同温度下的弹性模量。在低温下，几乎所有聚合物的弹性模量都急剧升高，材料变硬。但达到同一僵硬程度各个材料所需温度环境不一样。EVA在15℃，

8、SPVC在0℃，SBR在一30℃，NR在一40℃，而SBS则在一60一一70℃，可见SBS低温性能的优越，是目前各类鞋底树