桔梗去皮机前言
目前，苯乙烯系热塑性弹性体（SBCs）系列品种中主要有4种类型，即：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SIS）；苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）；苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物（SEPS）。SEBS和SEPS分别是SBS和SIS的加氢共聚物。SBS苯乙烯类热塑性弹性体是是SBCs中产量最大（占70%以上）、成本最低、应用较广的一个品种，是以苯乙烯、丁二烯为单体的三嵌段共聚物，兼有塑料和橡胶的特性，被称为“第三代合成橡胶”。 SBS可以和水、弱酸、碱等接触，具有优良的拉伸强度，表面摩擦系数大，低温性能好，电性能优良，加工性能好等特性，成为目前消费量最大的热塑性弹性体。SBS在加工应用拥有热固性橡胶无法比拟的优势：(1)可用热塑性塑料加工设备进行加工成型，如挤压、注射、吹塑等，成型速度比传统硫化橡胶工艺快；（2）不需硫化，可省去一般热固性橡胶加工过程中的硫化工序，因而设备投资少，生产能耗低、工艺简单，加工周期短，生产效率高，加工费用低；（3）加角余料可多次回收利用，节省资源，有利于环境保护。但是，SBS一般的橡胶制品相比较，还是存在强度较差，无法满足使用需求的缺憾。
氨纶以其优良的弹性和物理机械性能而广泛应用于纺织、服装等领域。近年来我国氨纶工业发展迅速,干纺氨纶产量成倍增长,到ca12142004年底,国内干纺氨纶产量已接近20万吨。与此同时,氨纶熔融纺丝由于工艺流程简单、设备投资少、生产效率高、生产过程不使用溶剂、环境污染少等优点而成为最为经济和对环境最为友善的氨纶生产新技术。近年来,我国在氨纶熔融纺丝方面的研究也已起步,并实现了工业化,产量逐年增加。在氨纶的生产与使用过程中产生了大量废丝。对于这些废丝,目前企业一般采取填埋或焚烧的方法进行处理。这样不仅浪费了大量的化工原料,还会造成土地浪费和大气污染,不符合地球可持续发展战略。因此对氨纶废丝进行合理回收利用,成为企业一个亟待解决的问题。
从获得聚合物的基本补强途径来说，除了用炭黑等传统的补强剂来补强之外，用纤维补强也是一种常用的补强方法，例如玻璃钢的补强就是靠加入玻璃纤维来补强。本论文主要研究用氨纶废丝短纤维补强改性SBS的效果和性能研究。 1文献综述
1.1 SBS的结构
苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)是一种具有两相分离结构的热塑性弹性体[1]。从结构上分为线型和星型两种类型。星型亦称放射型，聚集态与线型基本类似，但是物理交联区域的密度大，两相排列比较规整，相对分子量较大，其耐热性和弹性模量较高。星型SBS的粘度和拉伸强度比线型高，而且耐热性好，更适合在较高温度和高负荷的场合使用[2]，被用作道路沥青改性剂[3]和制备各类胶粘剂[4] 。但星型SBS的工艺性较差[5]，加工困难。
近年来利用SBS中的聚丁二烯的双键进行接枝改性已有报道磁石电话机[6]，但SBS的改性均采用化学接枝方法，改性过程中需要加人引发剂和大量有机溶剂，而且后处理复杂，单体利用率较低。
1.2 SBS的性能
SBS纯胶是指没有添加无机填充剂，而只含0.8—1%(W)的防老剂264的成品胶。一般的，SBS纯胶都不直接使用，但性能可以反映产品的特性。
（1）力学性能
SBS弹性好，抗张强度高，比无规丁苯橡胶性能好。SBS纯胶的拉伸强度和伸长率分别达15~26MPa和600~800%；而丁苯胶的分别才有7~16Mpa和200~700%。SBS性能调节因素多，调整幅度大，可以按需生产。SBS还比橡胶的屈饶性好，表面摩擦大，其摩擦系数近似于普通硫化橡胶。SBS强度和硬度随温度升高而降低与塑料相似。
（2）热性能
SBS具有明显的相分离结构，SBS纯胶两相的两个玻璃化温度转变温度分别为PB段Tg1为-85℃，PS段的Tg2为90℃左右。[7]具体数值随着嵌段比的变化而稍有差异。而SBS橡胶只有一个玻璃化温度，该温度数值在丁二烯和苯乙烯均聚物之间。
由于SBS的Tg1较低，即使在-72℃使用时，试样均未出现脆性，可见SBS的低温耐寒性很好。
（3）电性能
SBS的电绝缘性优越于普通硬质胶，是一种很好的电绝缘材料。
（4）老化性能
由于SBS中的丁二烯嵌段中含有双键，对氧化作用很敏感，紫外光照射后会导致交联、降解、变硬不溶，甚至无法加工。所以防老化作用是一个严重的问题。
SBS不但耐天候能力差，还不耐化学试剂的侵蚀，能在一般烃类、酯、醚、油中溶解或溶胀，只能抵抗水、醇、弱酸、弱碱等介质。
（5）透气性
SBS的透气性优异，各项实测透气性数值均高于聚乙烯和聚氯乙烯。适用于制鞋工业。
（6）粘度和流变性能
SBS粘流性能取决于嵌段比例、结构、分子量等。SBS溶液粘度随分子量升高而增加，一般线型SBS比同样分子量的星型SBS的溶液粘度随分子量升高而增加，一般线型SBS比同样分子量的星型SBS的溶液粘度要高。SBS的熔体粘度苯乙烯含量和末端嵌段分子量长度的增加而降低。
在相同分子量情况下，支化的嵌段共聚物的溶液粘度和熔融粘度均较小。支化分子的臂数
越多，流动性越好，说明星型结构中的无规线团状高分子链有助于克服大分子间的相对阻力。
除了上述内部原因外，SBS粘度还随剪切应力和剪切速率的增加而降低，SBS的综合性能还随填充料的混入而有所改进。
（7）加工性能
SBS可采用注塑，压延方式进行加工成型，即在熔融状态下按普通塑料一样的方法加工。不需塑炼和硫化工序，加工简易，制品接近硫化橡胶，具有类似的特性。
（8）SBS的共混料通性
SBS可与许多高聚物和填充剂相混溶，既可改善加工，又可提高性能，还可降低成本。少量SBS分别加入聚苯乙烯（PS）、高冲聚苯乙烯（HIPS）、聚乙烯（PE）、聚丙烯等组成各种共混物料，可改善拉伸强度，提高抗冲击性能。一般来说，加入有机填料，如PS、PE或古龙树脂等，可以提高硬度，抗撕裂强度，改善流变性能；加入无机填料如轻质碳酸钙、黏土等，可以降低成本，改善某些性能；如果填加环烷油、石蜡油之类软化剂，能增
加流动性，即有利于加工，又能降低成本。
SBS共混料分为改性塑料，鞋用混合料，胶管混合料，热溶胶混合料等。它们的性能已不再是SBS纯胶的原有物性，而最接近适用性能。因混合料种类繁多，又因用途不同而各有差异。混合料可以按需调节，不可混同与SBS纯胶特性和某种专用混合粒料的性能。
1.3 SBS的合成方法
SBS的合成方法有多种，归纳起来可有五种方法：
⑴单官能团引发剂引发的三步法：此法又称为依次加料法，用单官能团有机锂，主要为丁基锂为引发剂进行三步合成。
⑵双官能团引发剂引发的二步法：利用双官能团有机锂作为引发剂二步合成。
⑶单官能团引发的混合加料二步法：利用丁二烯和苯乙烯共聚时竞聚率的差异进行二步合成。
⑷单官能团引发的二步加料和偶合：先用三步法的办法制取活性双嵌段SB*，然后用偶合
剂使SB*偶合成SBS。
⑸双官能团引发的一步混合加料法：此法是双官能团引发的二步加料法和单官能团引发的加料二步法的综合。
1.4 SBS的改性
1.4.1 SBS共混改性
SBS66ssss纯胶和充油胶物性较好，但是综合性能还须改进，一般不直接使用。为了满足不同用途的需要，还应该在SBS加工成制品的过程中，利用化学方法或物理方法改变SBS纯胶的某些特性，以便达到预期的使用目的，这就是SBS改性。
SBS改性如同塑料改性一样，通常分为化学改性和物理改性。化学改性又分为接枝、嵌段、交联改性等；物理改性分为填充改性和共混改性。化学改性（如接枝或嵌段共聚改性）是在SBS溶液或熔体中加入接枝单体，进行化学反应，使单体接枝在SBS分子中，生成接枝改性SBS。填充改性是在SBS成型加工过程中,加入无机或有机填料进行改性，主要是降低成本，改善物理机械性能。如提高强度、增进使用性能。SBS共混改性是在SBS中
既填充各种填料，还混进其他树脂和塑料或弹性体，通过塑炼机、挤出机进行共混，以达到改性SBS性能之目的。制得的共混塑料，又称为塑料合金。它是当今塑料行业的热门课题。因为塑料合金综合了各种材料的特点，具有性能好、成本低、制造容易、产品用途广的优越性。SBS共混改性深受国内外合成材料生产者的普遍重视。目前，SBS的各种用途上，不管是制鞋或是改性塑料用的SBS等均是混合料，很少使用纯胶。所以，SBS共混改性是正确使用的前提。
1.4.2 SBS共混配合剂
SBS共混中添加较多的配合剂是树脂、软化剂、填充剂，其次是多种少量助剂。一般共混改性的组分是：
（1） SBS：线型、星型或充油SBS；
线圈电磁铁（2） 树脂：聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、石油树脂或沥青等；
（3） 软化剂：环烷油、植物油、机油、石蜡等；
（4） 填充剂：白炭黑、钛白粉、碳酸钙、陶土；
（5） 助剂：抗氧剂、隔离剂、着剂、抗静电剂、紫外线吸收剂等。
1.4.3 SBS共混工艺
在实验室，制备SBS共混样品的工艺分为两步。第一步是混炼，即先将SBS在双辊筒开炼机上塑化，再依次加入树脂，填料，软化剂等各种添加剂。在适宜的温度下（一般大于125℃），共混20-30min,并将共混物在辊筒上制成片状；第二步是模压，一般在平板硫化机上进行压制，压力为8-10Mpa，温度大于125℃，时间为10分钟，出模后制成共混物样条，供测试使用。
在工业上，制造SBS共混物料的工艺分为三步。第一步是混合，首先将粉状配合剂和胶料在混和机里，搅拌混合均匀；第二步进行混炼，一般在螺杆挤出机、双辊炼胶机或密炼机中，使混合胶料在熔融温度下，发生高速混炼，形成共混体系；第三步是造粒，最后把共混物通过切粒机，切割成圆桂状小颗粒，则得SBS共混颗粒。这种材料才能直接制作SBS的最终制品。尤其是SBS鞋料和改性塑料都基本按照上述过程制造的，只是配方和具体工
艺条件不同。SBS改性沥青的配方组分较少，加工过程中的第一步也是将填料，软化剂与SBS混合，有的称为混合母料的制造，第二步是将含有SBS的母料熔化在沥青中制成SBS改性沥青熔体；第三步是把熔体浸涂或喷洒在胎体上，再进入是使用领域。
1.5 SBS的生产现状与需求
1.5.1 SBS生产现状
世界SBS产品工业化生产始于20世纪60年代。1963年美国Philips石油公司首次用偶联法生产出线型SBS共聚物，商品名Solprene。1965年美国Shell公司采用负离子聚合技术以三步顺序加料法开发出同类产品并实现工业化生产，商品名Kraton D。1967年花兰Philips公司开发出星型（或放射型）SBS产品，1972年美国Shell公司又开发出SBS的加氢产品（SEBS）。1973年，Philips公司推出了星型SBS产品。1980年，Firestone公司推出商品名为Streon的SBS产品，该产品的苯乙烯结合量为43%汽车喷水电机，产品有较高的熔融指数，主要用于塑料改性和热熔粘合剂。随后，日本的旭化成公司、意大利的Anic公司、比利时的Petrochim公司等也相继开发出SBS产品。
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