尼龙弹性体PEBAX

法国ARKEMA公司尼龙弹性体PEBAX

材料介绍:

嵌段聚醚酰胺弹性体产品，属于工程聚合物，是不含增塑剂的热塑性弹性体。该产品既具有相当广泛的硬度范围及良好的回弹性，易加工的性能和聚酰胺产品的性质,其显著的加工性能使该产品成为生产部件的理想材料：

优异的柔顺性/软性(范围广，手感、触感好)；

出众的低温抗冲击性能；

由于迟滞性能低，因此具有非常好的动力学性能；

在-40°C 至+80°C之间，性质变化很小，低温不硬化；

对大多数的化学品有抗腐蚀作用，优异的抗老化和日光暴晒能力。

应用：

由于Pebax 产品具有众多特性，所以其应用范围也很广泛

模塑用热塑性弹性体（医疗器械，体育用品、汽车和机械工具，电子电器产品）等。

在汽车工业中，它可以用于一些细微部件，大大改进耐曲挠和耐疲劳性，减少断裂，增加回弹和良好的"手感"，"触感"：遮阳板夹子，门锁复合注塑，挡风玻璃的清洗管道，汽车收音机天线，天线基部。

在运动器材中：高级登山/运动鞋，手表外壳，球鞋鞋钉/掌，网球拍柄等。

Pebax® Clear是一种透明的Pebax® 材料, 将高透明性和Pebax® 热塑性弹性体的独特性能相结合。

一直以来，Pebax® 的优良性能已是众所皆知，此材料被认为是最轻的热塑性弹性体，在各种温度下皆具备杰出的弯曲抗疲劳强度，极佳之缺口抗冲击性能、并拥有最好之回弹和弹性回复性。

Pebax® Clear与阿科玛的聚酰胺系列产品完全兼容。Pebax® Clear包括两种不同弯曲模数的产品：Pebax® Clear 300 和Pebax® Clear 400。易加工的Pebax® Clear，运用了所有主体技术，开辟了全新的产品领域，真正做到灵活性、高性能、透明性和外表美观的完美结合。

Pebax® 高科技聚合物乃是25年前由阿科玛的研究人员开发而成，之后不断地精益求精，至今已成为众多国际塑料设备厂商的最佳选择。

Peba--如何同时提供持续性和高性能

作者：Rene-Paul Eustache 来源：Rubber World

Peba材料是由聚醚和聚酰胺嵌段制备

的嵌段共聚物。Deleens发现的四醇盐催

化剂族的效率使得超高分子量的材料得以生产，并在1981年以Pebax商标推向市场。它们独特的性能归功于其独特的相分离结构。其中有一个硬质相，主要包括聚酰胺嵌段，以及软质相，主要包括聚醚嵌段。由于这两个嵌段是由酯链接在一起的，所以完整的宏观相分离是可以避免的。

Peba的有利性能

由于独特的化学结构，Peba材料具备热塑性弹性体里最折衷的性能，包括：

◆最轻的工程热塑性弹性体；

◆低温下良好和稳定一致的性能；

◆反复形变下没有机械性能的损失，并且抗疲劳；

◆良好的回弹和弹性恢复；

◆精确的尺寸稳定性；以及

◆优秀的加工性能。

直到现在，为了达到使用所要求的性能，获得Peba材料所使用的原料来自矿物资源，如聚酰胺嵌段和聚氧四甲撑二醇(PTMG)的十二醇内酰胺或己内酰胺，聚醚嵌段的聚乙二醇（PEG）。考虑到具有挑战性的环境问题（气候变化，资源枯竭等），我们如今使用的材料中，一个主要的组成部分是碳，即便不是全部，它也主要来自可再生资源，能大大有助于最大限度地减少我们的生态足迹。（生态足迹描述了人类对自然的需求。它把人类对自然资源的概念比成地球上生态生产自然资源的能力。它表示了在现有技术条件下，估算需要多少具备生物生产力的土地和水域，来生产人类需要的资源和吸纳所衍生的废物。碳足迹可以通过温室气体的排放来衡量人类活动对环境的影响[可靠的气候变化]，检测单位是二氧化碳）。

Arkema的Pebax Rnew背后面临的挑战是用可再生资源制成一种热塑性弹性体，但是不牺牲Peba材料的杰出性能。

如何构建一种由可再生资源得到的Peba材料

聚酰胺-11（PA11）是一种高性能，轻巧的塑料，其中100%的碳源于可再生资源。PA11

的历史发展源于1938年，Joseph Zeltner和Michel Genas设想用undecenoic asid制备PA11单体，undecenoic asid可以通过蓖麻油得到。在战争期间，这种工艺取得了零星的进展，真正的试制是在1944年开始的。工业规模的单体生产于1955年在法国开始，并得到了聚合单体。如今，Arkema用Rilsan B这个品牌商业化推广了PA11。

Rilsan B独特地结合了许多高性能的特性。相比其它高性能工程塑料，它表现出了优秀的化学性能，在耐热和耐冲击性方面有非常广的适应能力。Rilsan B被广泛地用于那些需要安全性，耐用性和多功能性的场合，并因此常在一些高科技应用中被用以替代金属或橡胶，以节约成本。

PA11和PA12之间存在一个有趣的差异，除了PA11来源于可再生资源，众所周知的是它们在结晶上的差异。

事实上，PA11作为不成对的聚酰胺，其基本晶格理论上可以与-CONH-组通过氢键形成一个平行或反平行的链结构。根据不同的冷却过程，晶体都将有一个六角形的排列，或者是三斜的。通常情况下两者是在PA11中共同存在的。而在PA12中，只有反平行的结构，这是由于其碳数量是偶数，以及额外的扭动链导致的单斜结构（如图1）。

图1、酰胺11(a)和聚酰胺12(b)的晶体结构

介观尺度上，这两种材料显示出了明显的差异，如图2所示。可以在PA11中看到环状的球晶，而PA12的典型形式是粗糙球晶。

图2、PA12(a)和PA11(b)在晶体结构上的区别

这种特点带来的后果之一是，PA11基材料将有一个较高的熔融温度，这归功于其高密度的氢键，和更快的结晶动力，所以不需要明确的链结构来确保最大氢链接。

更有趣的特点是，由于三斜晶相在热或机械应力下可以转变成伪六角形的，所以即使在低温条件下，PA11都更有弹性，和更好的抗冲击性能。事实上，进行晶体过程所需要的大量能量将会降低材料内部能量的耗散。这种现象也可以解释PA11与PA12为何具备卓越的机械硬化特性，如图3所示。

图3、在80℃和120℃下拉伸性能测试

（PA11与PA12对照）

由于所有的这些优势，改善的最好方法是用PA11替换新Peba聚合物刚性嵌段中的PA12，从而产生一系列新的材料，其生物基碳的含量从约20%到95%，这取决于其中共聚物里的聚酰胺的含量和材料的刚性（如图4所示）。Pebax Rnew 72R53的可再生有机碳含量大约为95.7±0.2％，该数据由Fraunhofer研究所，根据ASTM D6866标准用AMS技术测得。

图4、Pebax Rnew中生物基碳含量针对拉伸模量的变化

为了尝试估算从最初原料到微丸的生态分布，开始了一项初步分析。初步结论是由Boustead咨询基于ISO标准14040-43的初步报告得到的。通过比较Pebax 7033和Pebax Rnew 70R53，可以发现工业级的Rnew等级可使得矿物能源的正常需求减少了约29%，同时减少相当于CO2排放量的26至32%。在经过几个月的工业生产后，这些结果将更加精确。