資源描述:
《熱塑性彈性體的研究進展》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、熱塑性彈性體的研究進展目前,熱塑性彈性體工業(yè)發(fā)展迅速,新品種不斷涌現,商業(yè)地位日益重要。熱塑性彈性體(TPE)主要為嵌段或接枝聚合物,其中一相為橡膠相,貢獻彈性;另一相為樹脂,使熱塑性彈性體具有強度,同時憑借鏈間作用力形成物理交聯點,物理交聯隨溫度的變化呈可逆變化,顯示了熱塑性彈性體的塑料加工特性。據印度BharatBookBureau日前的分析,世界熱塑性彈性體(TPE)年增長率需求為6.4%,20l1年將增長至350萬噸;產值將年增長7.8%,達到137億美元,這是由于TPE使用數量增長,以及能源價格的持續(xù)上升而提高了TPE生產成本。雖
2、然美國仍是世界上某些產品如烯烴類TPE最大的生產國,但中國占世界市場的份額預計將于2011年增長到35%,成為世界最大數量的TPE生產國。在用TPE部件制造的許多關鍵產品生產方面,中國將快速擴大并使之多樣化,尤其是較高性能的材料,如共聚酯彈性體(COPE)和熱塑性硫化彈性體(TPV)。目前TPE消費結構中,苯乙烯類熱塑性彈性體(TPS)約占44%,聚烯烴類熱塑性彈性體(TPO)占31%,聚氨酯類熱塑性彈性體(TPU)占9.5%,其他TPE占15%左右。TPE品種繁多,本文僅對應用最為廣泛的苯乙烯類、聚氨酯類、聚烯烴類三種熱塑性彈性體的性能做
3、一簡要介紹,其中對聚烯烴類中的熱塑性硫化橡膠的國內外研究進展進行了綜述。一、苯乙烯類熱塑性彈性體苯乙烯類嵌段共聚物型熱塑性彈性體是最早研究的熱塑性彈性體,主要包括SBS、氫化SBS(SEBS)、SIS和氫化SIS等,是目前世界上產量最大、發(fā)展最快的一種熱塑性彈性體。從應用角度來看,苯乙烯類熱塑性彈性體最令人感興趣的是室溫下的性能與硫化橡膠相似,另外其彈性模量異常高,并且不隨相對分子質量變化。苯乙烯類熱塑性彈性體憑借其強度高、柔軟、具有橡膠彈性、永久變形小的特點,在制鞋業(yè)、塑料改性、瀝青改性、防水涂料、液封材料、電線、電纜、汽車部件、醫(yī)療器械
4、部件、家用電器、辦公自動化和膠粘劑等方面具有廣泛的應用。SBS和SIS的最大問題是不耐熱,使用溫度一般不超過80℃。同時,其強伸性、耐候性、耐油性、耐磨性能等也都無法同橡膠相比。其改性后的氫化SBS(SEBS)和氫化SIS,在實際應用中的性能遠高于普通的線型和星型SBS,使用溫度可達130℃,尤其是具有優(yōu)異的耐臭氧、耐氧化、耐紫外線和耐天候性能,在非動態(tài)用途方面可與乙丙橡膠媲美。巴陵石化作為我國最大的苯乙烯熱塑性彈性體的生產基地,通過對SBS、SEBS極化改性,對SBS選擇性加氫等技術,以達到提高產品性能、降低成本的目的。關于SEBS的研究
5、主要集中在兩個方面:一是SEBS自身作為相容劑和增韌劑;二是SEBS作為基體參與材料的共混。為增加SEBS與聚合物的相容性,減小界面張力,通常采用溶液接枝改性和共混改性的方法。最常見的SEBS改性方法是將其與馬來酸酐接枝,作為尼龍(PA)、聚碳酸酯(PC)等工程塑料類'合金'的增容劑。熱塑性塑料如聚丙烯(PP)經常被用于改性SEBS彈性體。一方面,用熱塑性塑料改性SEBS可以降低其熔融粘度,使SEBS易于加工;另一方面,熱塑性塑料可有效地改善SEBS彈性體體系的力學性能;此外,熱塑性塑料價格低廉,可降低SEBS彈性體材料的成本。二、聚氨酯類
6、熱塑性彈性體聚氨酯類熱塑性彈性體(TPU)一般是由平均相對分子質量為600~4000的長鏈多元醇(聚醚或聚酯)和相對分子質量為61~400的擴鏈劑及多異氰酸酯加成聚合的線性高分子材料。TPU大分子主鏈中長鏈多元醇(聚醚或聚酯)構成軟段,主要控制其低溫性能、耐溶劑性和耐候性,而擴鏈劑及多異氰酸酯構成硬段。由于硬、軟段的配比可以在很大范圍內調整,因此所得到的熱塑性聚氨酯既可以是柔軟的彈性體,又可以是脆性的高模量塑料,也可制成薄膜、纖維,是目前TPE中唯一能夠做到的品種。TPU具有極好的耐磨性、耐油性和耐寒性,對氧、臭氧和輻射等都有足夠的抵抗能力
7、,同時作為彈性體具有很高的拉伸強度和斷裂伸長率,還兼具壓縮永久變形小、承載能力大等優(yōu)良性能。近年TPU已在國民經濟的許多領域如制鞋行業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、服裝面料和國防用品等行業(yè)得到了廣泛的應用,但其缺點是耐老化性差、濕表面摩擦系數低、容易打滑。而且TPU具有強極性,在加工過程中,當剪切作用強烈時,內部易發(fā)熱,從而發(fā)生降解,其熔體粘度對溫度依賴性強,較小的溫度變化就能引起其粘度的急劇變化,因而加工溫度范圍窄,再加之成本較高,價格昂貴,進一步限制了TPU的推廣應用。近年來,國內外對TPU聚合物共混技術的研究比較活躍,通過相容共混技術,在TPU中摻雜廉
8、價聚合物,如TPU與PVC共混,從而達到降低成本、改善某些特殊性能的目的;或者將TPU作為一些聚合物的改性劑,適宜的TPU種類和CPE制成的二元TPU/CPE合金能明顯改善TPU