SBS热塑性弹性体

SBS热塑性弹性体(Thermoplastic SBS e1astomer)弹性pvc
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。

本文发布于:2024-09-23 18:22:37,感谢您对本站的认可!

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