050510 热塑性橡胶.doc

熱塑性橡膠熱塑性橡膠 (thermoplastic elastomerelastoplastics) 簡稱 TPE又稱熱塑性彈性體是一類在常溫下顯示橡膠彈性受熱時具可塑性的高分子材料。它具有普通硫化膠的類似物性但不需硫化可與熱塑性樹脂一樣用普通塑料加工方法成型製品可回收再加工而不失其基本性能。這種新型材料的開發給橡膠工業帶來重大革新。它打破了橡膠和塑料之間的傳統界限在節能省力和防止環境污 染方面更具經濟和社會效益。然而TPE 的耐熱性和機械強度價格變形等均不夠理想。近年來除進行改性外還不斷出現新品種。沿革最早的 TPE 是聚氨酯橡膠 (TPU)1958 年由聯邦德國法本拜耳公司試製成功。1963 年菲利浦石油公司首次生產了一種熱塑性聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物 (SBS)接著1965 年美國殼牌化學公司除了生產 SBS 外還增添了聚苯乙烯-聚異戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物 (SIS)。這兩種都是苯乙烯嵌段共聚物 (SBC) 型。70 年代初由尤尼羅伊爾公司開發了熱塑性聚烯烴橡膠 (TPO)聚酯型 TPE (CPE) 也由杜邦公司首次實現了商品化。至70年代中期已開發了 20餘種類型200 餘種產品生產廠家在 100 個以上。70 年代末世界TPE產量約為 220 kt佔合成橡膠總產量的 3.6平均年增長率為 1520。預計至 1987 年需求量將達 455 kt佔合成橡膠的 5.6。分類TPE 分子結構中都具有剛性鏈段 (硬段)和柔性鏈段(軟段)。前者主要影響產物的彈性低溫性能以及硬度撕裂強度模量等後者則由於分子鏈間的氫鍵和易於形成晶區而產生輕度化學交聯和物理交聯。它們在受熱或溶解時被破壞聚合物產生塑性流動但冷卻後又恢復原狀。不同類型的 TPE其結構性能用途及生產方法均不同。TPU 型軟段是聚醚或聚酯硬段是聚氨酯或聚所組成。是由過量的二異氰酸酯與雙端羥基的聚酯或聚醚以及低分子量的擴鏈劑二元醇或二元胺反應而成。TPU 的最大特點是硬度高富有彈性耐磨性優異具有良好的機械強度耐油性耐臭氧性和低溫性能但耐老化性較差尤其是在潮濕狀態下更為明顯蓄熱性也較大。主要用於成型製品如電線和電纜薄膜及板材塗料以及膠黏劑等。 SBC 型主要有線型 SBS 和星型 (SB)nR 之分。硬段為 S即塑料段軟段為 B即橡膠段。前者為“分散相”後者為“連續相”。工業上的生產是採用單官能團有機鋰化合物為引發劑在烴類溶劑中經三步兩步或偶聯法兩步混合等方法加料。這種TPE具有良好的抗張強度伸長率回彈性耐磨性抗曲撓性和易加工性但使用溫度低不耐油抗老化性差。其加氫產品 (S-EB-S) 的各項指標有所改善故稱 SBS 的第二代橡膠。SBC 型主要用於製鞋塑料改性膠黏劑汽車零部件等。TPO 型由二元或三元乙丙橡膠與熱塑性聚烯烴(如聚乙烯或聚丙烯)通過混煉而成。在某些場合下也可能是乙丙橡膠與兩種熱塑性聚烯烴(如聚乙烯聚丙烯聚1丁烯)的三元混合物。其性能主要取決於乙丙橡膠的結晶度和兩種原料的混合配比。由於分子鏈中無雙鍵存在所以熱穩定性及抗紫外線性能很好耐無機酸鹼鹽以及有機物低溫 柔性良好且密度小原料易得生產簡便成本低廉但抗張強度低耐磨及耐油性能不夠理想。TPO 型在非輪胎領域中有廣泛的用途如用作塑料改性劑汽車零件電纜電器零件耐熱傳動帶建築材料體育器材醫藥用品以及製鞋玩具等。CPE 型由兩種長短鏈酯結構組成的嵌段共聚物。硬段為結晶相是低分子二元醇軟段連續相為無定形可由二元羧酸及其衍生物長鏈可聚二元醇和低分子量二元醇經傳統的酯交換法合成。硬段聚酯熔點約 204。由於微晶的高熔融溫度故其使用溫度範圍寬(55150)製品牢度彈性耐油及耐化學性都很好但成本較高。CPE 型可製作管材型材小型輪胎帶鋼嵌體的低溫履帶球類消防帶電纜包皮密封墊圈等3.凝膠與凝膠含量由於交聯網狀結構的形成,聚合物在溶劑中不能溶解的組份叫凝膠.而可溶解的組份叫溶膠.凝膠含量是指交聯聚合物中凝膠組份的百分含量凝膠含量的計算公式 凝膠重量凝膠%= *100% 聚合物樣品總重量在實際工作中,用純聚合物製造輻射交聯熱收縮材料的情況很少.多數情況下,為滿足不同的性能要求,聚合物中要混進各種有機和無機填料,因而對這類材料,凝膠含量的計算方法