苯乙烯类热塑性弹性体
SBC苯乙烯热塑弹性体
普通的SBS能否直接加氢生产SEBS呢?由于SBS含有聚丁二烯的双键,热塑性弹性体对氧化作用比较敏感.容易发生老化。
或导致中间链段交联,甚至使共聚物不熔,或产生断链降解,变软变粘,耐热性也变差。
通过利用催化加包技术,对SBS进行加氢反应,可以大大地改善SBS的耐天候和耐老化性能.同时也使其使用温度提高,蛹变和压缩变形降低。
目前。
饱和型SBS已经商品化。
美国Shell Chemical公司的Kraton,Elexar;Phillips Petroleum公司的Solprene 512等都是饱和型SBS产品。
为了确保加氢产品仍具有优良的弹性及塑性,应对加氢用SBS的生产工艺作相应的改进。
一般线型SBS产品中的橡胶段,主要为1,4结构的聚丁二烯。
加氢后聚丁二烯中双键消失,使嵌段链变成缺乏弹性的直链聚乙烯结构。
为了补偿柔性的降低,需使加氢历的聚了二烯嵌段链中含有较多的支链结构,这就要求原料线型SBS中聚了二烯含有较大比率的l,2加成物,其微观结构有35%-55%为乙烯基支链,以便加氢后的产物具有较好的弹性:为了得到含有较大比率的1,2加成的聚丁二烯嵌段链的SBS,一般在合成上采用的工艺措施是在聚合SBS的烃类溶剂小添加适量的极性溶剂如二甲醚、乙醚、:二苯醚、二氧六环;硫醚如二甲硫醚、二乙硫醚;胺类化合物如三丙基胺、吡啶等。
催化加氢时,需要对SBS 进行选择加氢,即仅要求中间橡胶段加氢饱和而不至使塑料段上的苯环发生加氢反应生成环己烷而降低两相的不相容性。
一般要求SBS中间橡胶段加氢后饱和度大于90%.而塑料段低于20%,最好小于10%。
氢化度对饱和SBS性能的影响较大。
随氢化度的提高,饱和朋的拉伸强度增高,扯断伸长率下降。
苯乙烯类热塑性弹性体生产技术进展1 极性化改性苯乙烯-丁二烯/异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS/SIS)在胶粘剂、塑料改性、沥青改性、防水材料、制鞋业等领域应用十分广泛。
但是,由于它的分子极性小,耐油性和耐溶剂性差,使其与极性材料的相容性和粘附性受到限制。
苯乙烯类热塑性弹性体的特性是什么?
苯乙烯类热塑性弹性体的特性是什么?市场上常见热塑性弹性体为:苯乙烯类热塑性弹性体( SBS/SEBS)聚烯烃类热塑性弹性体(TPO),热塑性聚氨酯(TPU),聚酯类热塑性弾性体(TPEE),聚酰胺类热塑性弹性体(TPAE),苯乙烯类热塑性弹性体的特性是什么?接下来,就带你了解一下吧!在这些弹性体中,每一种弹性体都有不同的性能,其中.苯乙烯类热塑性弹性体包括SBS和SEBS.SEBS 是氢化的苯乙烯类弹性体,其分子链的饱和度较高,因此.SEBS的耐温性,耐侯性,抗UV性能等要大大优于SBS弹性体,是热塑性弹性体中,应用最广泛的一种。
TPE特性:1.具各良好的触感,可调整的物性,具备环保要求。
2.无毒、无臭、无伤害3.优良的耐热性、耐低温性(-60);耐一般的化学品性及电器绝缘性4.无须硫化即具有疏化橡胶的特性5.适合于注塑成型或挤出机加工成型6.边料、溢料可完全回收,降低成本(百分百回收)7.加工时间短,生产效率高8.优异耐候性,对臭氧、紫外线、电弧有良好的耐受性9.密度低,单位重量利用率更高10.着色性能优秀:颜料分散均匀,不流痕,不褪色11.优良的电性能:体积电阻:10-10ohm-cm,击穿电压强度;高压达39.3Mv/m12.用于ニ次注塑,与PP、PE、HIPS、ABS、PC、PA等材料牢固粘接。
13.增韧改性,在PP、PE、PS、ABS、PC、PA等材料中加入一定比例的 TPE/TPR以增加产品的韧性,改善产品抗冲击性能等,减少产品的易碎、易裂的状况。
物理性能良好的外观质感,触感温和;易着色,色调均一,稳定;物性可调,为产品设计提供广阔的创意空间;力学性能可比硫化橡胶,但无硫化交联;硬度范围宽广,自 SHORE-A0度至SHORE-D 70度可调;耐拉伸性能优异,抗张强度最高可达十几个Mpa,断裂伸长率最高可达十倍以上;长期耐温可超过70℃,低温环境性能良好,在-60℃下仍能保持良好的挠曲性;良好的电绝缘性及耐电压特性;突出的防滑性能,耐磨性和耐候性能等。
苯乙烯类热塑性弹性体SBCs的配方
和其他热塑性塑料不同的是,苯乙烯TPEs很少以纯组分单独使用。
与传统的热固性(硫化)弹性体一样,它们经常根据加工性能,物理机械性能的要求来调整配方。
它们能够与其他树脂共混,包括传统的弹性体,也可以与填料、增塑剂(如油类)、加工助剂、树脂、色母粒以及其他组分共混。
以SBS和SEBS为基体的配方能够制备出硬度很宽范围的材料,软至5 Shore A,硬到55 Shore D。
它们可以加入大量的共混组分,在有些场合下TPE 的质量分数低至25%。
由于大量的共混组分几乎都很便宜,如填料和油,这样对TPE降低成本很有好处。
常见的几种共混组分以及其对最终共混物性能的影响见表5.2。
表5.2 苯乙烯热塑性弹性体的混配5.2.5.1 SBS嵌段共聚物的配方PS对于SBS配方来说是一种很有价值的组分,因为它能够改善SBS的加工性能和提高材料刚性。
油(增塑剂)也能够改善加工新跟那个,但是使制品变软。
通常选用环烷基油作为增塑剂,但是芳香化合物的含量应该尽量的低,因为它们会使苯乙烯相软化(塑化)。
油类能够使材料在拉伸过程中具有抗裂纹发展性能。
其他非油类的助剂(如树脂,加工助剂)能够充当增塑剂,特别是在温度升高时更能体现。
结晶性聚合物(PE或者是EVA共聚物)能够提高耐溶剂和耐臭氧性能。
惰性的填料,如粘土,白垩、轻质碳酸钙和滑石粉都能够大量的填充,而不会对基体树脂产生不利影响,并且能够有效降低成本。
补强性填料如高度增强的炭黑,二氧化硅或者硬的粘土很少用在配方中,因为它们使得材料变得很刚,手感变差。
然而它们也可以带来一些有利的影响,如提高撕裂强度,抗磨损性,以及提高折曲次数。
5.2.5.2 SEBS嵌段共聚物的配方以SEBS共聚物为基体的配方和SBS很类似。
最主要的区别就是通常采用PP作为聚合物类型的添加组分。
PP能够以下面两种不同的方式来提高配方的性能:(1)它能够提高加工性能,尤其是与加工操作油一起配合使用时。
在这里通常选用石蜡基的油类,因为它们与聚(乙烯-丁烯)中间嵌段的相容性比环烷基油类要好。
SBS热塑性弹性体的性能:
SBS属于苯乙烯类热塑性弹性体,是苯乙烯——丁二烯——苯乙烯嵌段共聚物,称为热塑性丁苯嵌段共聚物或热塑性丁苯橡胶。SBS外观为白色或淡黄色多孔圆条或圆片形小颗粒,相对密度0.92~0.95。SBS具有良好的拉伸强度、弹性和电性能,永久变形小,屈挠和回弹性好,表面摩擦大。耐臭氧、氧和紫外线照射性能与丁苯橡胶类似,透气性、耐低温性、抗湿滑性优良。由于主链含有双键,致使SBS耐老化性能较差,在高温空气氧化条件下,丁二烯嵌段会发生交连,从而使硬度和粘度增加。SBS溶于苯、甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷,不溶于水、乙醇、溶剂汽油等。(岳化—巴陵)
SBS热塑性弹性体的用途:
本产品适用的应用包括:
1、橡胶制品
2、树脂改性剂
3、粘合剂
4、沥青改性剂
SBS热塑性弹性体的包装规格:
牛皮纸袋,内层高压聚乙烯薄膜,净重15kg、20kg包装。
SBS热塑性弹性体的储运及防护:
本品应贮存于阴凉、干燥、通风的库房内,运输时防止日晒雨淋,贮存期为一年。
SBS热塑性弹性体的技术参数:
项目
SBS-792
SBS-411
外观
白色疏松柱状体或白色圆片形颗粒
分子结构
线型
星型ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
S/B(质量比)
40/60
30/70
挥发份/ %≤
0.7
0.5
灰分/ %≤
0.20
0.20
300%定伸应力/ MPa≥
3.5
2.2
拉伸强度/ MPa≥
24.0
14.0
扯断伸长率/ %≥
730
720
邵氏硬度/ A≥
85
87
溶解后粘度(25℃,mPa.s)
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)1 产品概述苯乙烯系热塑性弹性体(又称为苯乙烯系嵌段共聚物Styreneic Block Copolymers,简称SBCs),目前是世界产量最大、与橡胶性能最为相似的一种热塑性弹性体。
目前,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”。
与丁苯橡胶相似,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。
目前SBS主要用于橡胶制品、树脂改性剂、粘合剂和沥青改性剂四大应域。
在橡胶制品方面,SBS模压制品主要用于制鞋(鞋底)工业,挤出制品主要用于胶管和胶带;作为树脂改性剂,少量SBS分别与聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)共混可明显改善制品的低温性能和冲击强度;SBS作为粘合剂具有高固体物质含量、快干、耐低温的特点;SBS作为建筑沥青和道路沥青的改性剂可明显改进沥青的耐候性和耐负载性能。
目前我国SBS的生产能力21万吨/年,而国内市场的需求则已却超过了35万吨,国内市场缺口较大,产品具有良好的市场发展前景。
TPE热塑性弹性体分类
热塑性弹性体按照其基材和共混方法可分为以下主要几类:TPS、TPO、TPU、TPEE、TPVC等几大类1、TPS-苯乙烯类TPE(SBS、SIS、SEBS、SEPS):为丁二烯或异戊二烯与苯乙烯嵌段型的共聚物,其性能最接近SBR橡胶,约占全部TPE一半左右。
2、TPO-聚烯烃热塑性弹性体ThermoplasticPolyolefin:烯烃类TPE系以PP为硬链段和EPDM为软链段的共混物,简称TPO。
由于它比其它TPE的比重轻(仅为0.88),耐热性高达100℃,耐天侯性和耐臭氧性也好,因而成为TPE中又一发展很快的品种。
TPV-动态硫化热塑性弹性体:1973年出现了动态部分硫化的TPO,特别是在1981年美国Mansanto公司开发成功以Santoprere命名的完全动态硫化型的TPO之后,性能又大为改观,最高温度可达120℃。
这种动态硫化型的TPO简称为TPV,是ThermoplasticVulcanizate的简称,主要是对TPO中的PP与EPDM混合物在熔融共混时,加入能使其硫化的交联剂,利用密炼机、螺杆机等机械高度剪切的力量,使完全硫化的微细EPDM交联橡胶的粒子,充分分散在PP基体之中。
3、TPU-聚氨酯热塑性弹性体Thermoplasticpolyurethaneelastomer:聚氨酯热塑性弹性体又称热塑性聚氨酯橡胶,简称TPU,是一种(AB)n型嵌段线性聚合物,A为高分子量(1000-6000)的聚酯或聚醚,B为含2-12直链碳原子的二醇,AB链段间化学结构是用二异氰酸酯,通常是二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)连接。
热塑性聚氨酯橡胶靠分子间氢键交联或大分子链间轻度交联,随着温度的升高或降低,这两种交联结构具有可逆性。
在熔融状态或溶液状态分子间力减弱,而冷却或溶剂挥发之后又有强的分子间力连接在一起,恢复原有固体的性能。
4、TPVC-聚氯乙烯热塑性弹性体,是Polyvinylchloridebasedthermoplastic的简称。
TPS苯乙烯类热塑性弹性体加工应用
TPS-苯乙烯类热塑性弹性体(SBS、SEBS、SIS)加工应用一、SBS-热塑性弹性体我们的SBS生产装置是依靠国内技术建设起来的,1984年巴陵石化公司采用燕山石化公司研究院的技术工业化成功,90和93年分别在巴陵和燕山建成万吨级工业生产装置,意大利EniChem公司和台湾合成橡胶公司的SBS就是使用中国燕山的技术。
1997年茂名石化引进比利时Fina公司生产装置。
现在中国已有11条SBS生产线,设计能力23万吨/年。
2004年国产SBS世界第一产量26万吨(充油SBS占61%),接近世界产量1/5。
中国是SBS的消费大国,2006年消费量达46.6万吨,约占世界消费量的1/3。
同时也是世界SBS的最大进口国(2006年进口17.8万吨)。
目前在建SBS的生产能力为22.5万吨/年,预计未来数年SBS的产量大于国内需求量,应用方向市场压力会增大。
SBS最大的市场是鞋材和沥青改性(铺路材料,防水材料等)1、鞋材由于SBS质轻、弹性好、美观、耐屈桡、表面摩擦大、耐寒、抗湿滑、着色性佳、透气性良好等优点,广汽应用于鞋材,如皮鞋底(绉片底)、休闲鞋、便鞋、防寒鞋等,但因其耐磨性和耐热性较差,不宜作运动鞋和登山鞋底用。
国内外SBS生产厂不仅生产多种牌号的SBS纯胶,而且还生产许多牌号鞋用SBS混合粒料供鞋厂选用。
SBS纯胶在结构上分为星型和线型,而且有不同牌号的充油SBS(一般是充环烷油)(1)SBS混合粒料A.配方设计(a). SBS牌号很多,可从各公司的样本根据需要进行选择。
表5列举几种国产SBS纯胶和充油胶的性能。
(b)树脂通过添加树脂(聚苯乙烯、聚—@—甲基苯乙烯、聚乙烯、EVA、聚丙烯、古马隆、松香季戊四醇酯,RX-80树脂等),可以调节SBS的性能,例如硬度、强度、耐磨、老化、流动性、氢化、粘性等。
聚苯乙烯树脂(PS)的综合性能最佳,是SBS混合料中的重要添加剂。
常用流动性的PS,例如日本Asahi Dow公司的Styron 679.(c)软化剂(加工油)软化剂是SBS费用不可的组分,其作用是调节硬度,流动性,并降低成本,充油SBS 可使配炼加工更容易。
聚苯乙烯类tpe对人体有害吗
聚苯乙烯类TPE对人体有害吗聚苯乙烯类热塑性弹性体(TPE)是一种新型材料,其具有优异的耐磨性、耐寒性和耐老化性。
因此,TPE被广泛应用于日常生活中的许多产品中,包括玩具、鞋类、家具等。
然而,一些人担心TPE可能对人体健康造成危害,这主要是因为聚苯乙烯类材料在制备过程中可能会使用某些有害物质。
因此,对聚苯乙烯类TPE是否对人体有害进行了广泛的研究和评估。
首先,要明确的是,不同的TPE产品可能使用不同的配方和工艺,因此其对人体健康的影响也会有所不同。
然而,根据目前的研究和评估结果,聚苯乙烯类TPE在正常使用情况下对人体健康没有直接威胁。
一方面,TPE在制备过程中可能使用一些化学添加剂,如塑化剂、稳定剂等。
然而,这些化学添加剂在正常使用情况下通常不会释放出来对人体产生危害。
此外,许多TPE产品已经通过了相关的质量标准和检测,确保其符合国家和地区的健康和安全要求。
另一方面,聚苯乙烯类TPE本身的物化性质也降低了其对人体的潜在危害。
与传统的聚合物材料相比,TPE具有更好的耐磨性、耐寒性和耐老化性,无毒、无味、无刺激性等优点。
这些特性使得TPE在接触人体皮肤、口腔等方面相对安全,不会对人体产生明显的不良反应。
然而,尽管目前的研究和评估结果表明TPE对人体健康的影响较小,但仍然需要加强监管和测试,确保TPE产品的质量和安全性。
结论综上所述,聚苯乙烯类TPE在正常使用情况下对人体健康没有直接的危害。
然而,为了确保产品的质量和安全性,我们建议消费者在购买TPE产品时选择符合相关质量标准的可靠品牌,并在使用过程中注意正确使用和保养。
此外,有关部门也应加强监管和检测,确保市场上的TPE产品符合相关的安全要求。
总之,聚苯乙烯类TPE对人体健康的影响可以说是较小的,但仍需保持警惕并加强管理,以确保消费者的权益和健康安全。
SIS是苯乙烯类热塑性弹性体的一种
SIS是苯乙烯类热塑性弹性体的一种,为苯乙烯和异戊二烯的嵌段共聚物?,人们对它的研究是伴随着SBS的开发而进行,并随之进入工业化生产。
SIS是一种新型热塑性弹性体,具有高弹性、易加工、易共混和余料可重复利用等特性,因而其应用范围和需求量日益增大,具有较大的市场应用潜力。
SIS的合成采用有机锂引发剂经溶液阴离子聚合反应而得是锂系聚合物体系中的一种。
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性共聚物(SIS)是热塑性弹性体SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)的姊妹产品,同为SBC(苯乙烯系热塑性弹性体)的重要品种。
SIS是美国菲利浦斯石油公司和壳牌化学公司分别于20世纪60年代同步开发并实现工业化生产的新一代热塑性弹性体。
它具有优异的波纹密封性和高温保持力,其独特的微观分相结构决定了它在用做粘合剂时具有独特的优越性,配制成的压敏胶和热熔胶广泛应用于医疗、电绝缘、包装、保护掩蔽、标志、粘接固定等领域,特别是其生产热熔压敏胶(HMPSA),具有不含溶剂、无公害、能耗小、设备简单、粘接范围广的特点,深受用户欢迎,近年来发展速度很快。
SIS生产工艺与SBS基本相同,因此世界上许多SBS装置同时具备生产SIS的能力。
但从生产过程讲,生产SIS难度高于SBS,因而并非所有SBS装置都可同时生产SIS,其品种牌号明显少于SBS。
我国SIS研究和生产已有近10年的历史,产品质量不断提高,一定程度上满足了国内需求,但与发达国家相比,在各方面仍存在较大差距。
对此,一是应大力开发利用C5资源,保证异戊二烯的供应。
我国的裂解C5资源非常丰富,如按C5中异戊二烯含量15.5%计,则2003年、2004年、2005年、2006年、2007年和2008年异戊二烯数量分别为14.2万t、14.6万t、17.6万t、21.9万t、24.4万t和23.9万t,2010年异戊二烯数量为36.7万t。
华东、东北、华北和华南是我国乙烯企业的主要集聚地,2010年这些地区的异戊二烯数量将分别可达:华东11.8万t、东北7.3万t、华北5.6万t、华南7.8万t。
SIS简介
名称:SIS热塑性弹性体;S1S;Thermoplastic SIS elastomerSIS属苯乙烯热塑性弹性体之类,是苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(Styrene isoprene styrene block polymer )有线型结构(SIS)和星型结构[(SI)n R]之分,星型(SI)n R的形态结构比线型SIS更加规整。
SIS和(SI)nR的平均分子量分别为15-30万和15-40万。
与SB5类似也显示出两个玻璃化温度.聚异戊二烯嵌段(I)Tg1和聚苯乙烯嵌段Tg2,对于SIS,Tg1=-45℃,Tg2=111℃;对于(SI)nR,Tg1=-51℃.Tg2=113℃。
(SI)nR的粘接性能如初粘性、持粘性、剥离强度等都优于线型SIS。
SIS的熔融粘度比SBS低。
由于高温或氧化引起老化时,SIS断链是主要的。
变软发粘.内聚强度下降,熔融粘度降低,而SBS交联是主要酌,变硬,内聚强度降低,粘度增加,凝胶。
SIS的其他性能基本与SBS相似。
热塑性弹性体SIS产业发展前景乐观苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)热塑性嵌段共聚物是热塑性弹性体SBS(俗称“第三代橡胶“)的姊妹产品,是美国Phillips石油公司和Shell化学公司分别于1960年代同步开发并实现工业化生产的新一代热塑性弹性体。
它具有优异的波纹密封性和高温保持力,其独特的微观分相结构决定了它在用做粘合剂时具有独特的优越性,配制成的压敏胶和热熔胶广泛应用于医疗、电绝缘、包装、保护掩蔽、标志、粘接固定等领域,特别是其生产热熔压敏胶(HMPSA),具有不含溶剂、无公害、能耗小、设备简单、粘接范围广的特点,深受用户欢迎,近年来的发展速度很快。
全球SIS产业现状及发展动向SIS的生产工艺与SBS基本相同,因此,世界上生产SBS的许多装置都同时具备生产SIS 的能力。
但从生产过程来讲,生产SIS难度高于生产SBS,因而并非所有SBS生产装置都同时生产SIS,其品种牌号明显少于SBS。
TPE热塑性弹性体
简介TPS-苯乙烯类TPE(SBS、SIS、SEBS、SEPS)苯乙烯类TPE又称TPS,为丁二烯或异戊二烯与苯乙烯嵌段型的共聚物,其性能最接近SBR橡胶。
约占全部TPE一半左右。
代表性的品种为苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物(SBS),广泛用于制鞋业,已大部分取代了橡胶;同时在胶布、胶板等工业橡胶制品中的用途也在不断扩大。
SBS还大量用作PS塑料的抗冲击改性剂,也是沥青铺路的沥青路面耐磨、防裂、防软和抗滑的优异改性剂。
以SBS改性的PS塑料,不仅可像橡胶那样大大改善抗冲击性,而且透明性也非常好。
以SBS改性的沥青路面较之SBR橡胶、WRP胶粉,更容易溶解于沥青中。
因此,虽然价格较贵,仍然得到大量使用。
现今,更以防水卷材进一步推广到建筑物屋顶、地铁、隧道、沟槽等的防水、防潮上面。
SBS与S—SBR、NR橡胶并用制造的海绵,比原来PVC、EVA 塑料海绵更富于橡胶触感,且比硫化橡胶要轻,颜色鲜艳,花纹清晰。
因而,不仅适于制造胶鞋中底的海绵,也是旅游鞋、运动鞋、时装鞋等一次性大底的理想材料。
近些年来,异戊二烯取代丁二烯的嵌段苯乙烯聚合物(SIS)发展很快,其产量已占TPS 量的1/3左右,约90%用在粘合剂方面。
用SIS制成的热熔胶不仅粘性优越,而且耐热性也好,现已成为美欧日各国热熔胶的主要材料。
SBS和SIS的最大问题是耐热性差,使用温度一般不能超过80℃。
同时,其强伸性、耐候性、耐油性、耐磨性等也都无法同橡胶相比。
为此,近年来美欧等国对它进行了一系列性能改进,先后出现了SBS和SIS经饱和加氢的SEBS和SEPS。
SEBS(以BR加氢作软链段)和SEPS(以IR加氢作软链段)可使抗冲强度大幅度提高,耐天侯性和耐热老化性也好。
日本三菱化学在1984年又以SEBS、SEPS为基料制成了性能更好的混合料,并将此饱和型TPS命名为“Rubberron”上市。
因此,SEBS和SEPS不仅是通用,也是工程塑料用的改善耐天侯性、耐磨性和耐热老化性的共混材料,故而很快发展成为尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC)等工程塑料类“合金”的增容剂。
聚苯乙烯类热塑性弹性体有毒吗
聚苯乙烯类热塑性弹性体有毒吗近年来,聚苯乙烯类热塑性弹性体(TPE)在日常生活和工业生产中得到了广泛应用。
然而,一些人担心聚苯乙烯会释放出有毒物质,对人体健康造成危害。
在我们深入了解聚苯乙烯类热塑性弹性体的性质和研究结果之前,我们不能轻易认定它们有毒。
聚苯乙烯类热塑性弹性体是一种高分子化合物,具有独特的物理和化学性质。
与传统的聚合物材料相比,它们具有更好的弹性、耐磨性和耐化学性能,因此被广泛应用于汽车零部件、家电、医疗器械等领域。
许多研究表明,聚苯乙烯类热塑性弹性体在正常使用条件下是相对安全的。
它们不易分解,因此不会释放出有毒物质。
已有研究表明,聚苯乙烯类热塑性弹性体在高温和有氧环境下可能会分解产生有害物质,但在日常使用中很难达到这样极端的条件。
此外,监管机构也对聚苯乙烯类热塑性弹性体进行了评估和认证。
在美国,美国环保署(EPA)和食品药品监督管理局(FDA)等机构均对聚苯乙烯类热塑性弹性体进行了审查,并认为它们在正常使用条件下是安全的。
在欧洲,欧洲化学品监督管理局(ECHA)也对聚苯乙烯进行了评估并得出类似结论。
然而,我们也不能完全忽视聚苯乙烯类热塑性弹性体的潜在风险。
一些研究发现,某些特定的聚苯乙烯类热塑性弹性体可能会释放出微小的颗粒物,可能对人体呼吸系统造成一定影响。
此外,一些研究还发现,聚苯乙烯类热塑性弹性体可能对环境产生一定的污染。
鉴于聚苯乙烯类热塑性弹性体的广泛应用和潜在风险,我们应该采取一些预防措施来最大程度上降低潜在影响。
首先,我们应该选择优质的聚苯乙烯类热塑性弹性体产品,避免购买低质量或来路不明的产品。
其次,在使用聚苯乙烯类热塑性弹性体产品时,尽量保持通风良好,不易积聚尘土和颗粒物。
最后,当聚苯乙烯类热塑性弹性体产品出现明显变质或损坏时,应及时更换,避免产生潜在的危害。
总的来说,聚苯乙烯类热塑性弹性体在正常使用条件下是相对安全的。
虽然存在一些潜在的风险,但通过采取适当的预防措施,我们可以最大限度地降低这些风险。
苯乙烯类热塑性弹性体4
苯乙烯类热塑性弹性体(四)2009-04-15 17:08四、成型加工苯乙烯嵌段共聚物因兼有橡胶的高弹性和热塑性塑料的加工特性,因此,各种传统的塑料加工工艺技术,诸如开炼、挤出、注射、压延、吹塑及真空成型等均可利用。
在橡胶加工中,一般橡胶的粘度随其分子量的降低而降低,而塑料的粘度受温度影响很大,粘度往往随温度的上升而下降,热塑性弹性体加工与塑料有类似之处,即温度升高时粘度降低,功率消耗减少,有利于成型加工和提高产品的质量。
(一)注射成型注射成型可采用普通的塑料注射机如往复式螺杆注射机,也可以采用专门的橡胶注射机。
注射温度一般控制在160~220℃的范围内。
温度太低流动性差,产品会因为分子的强烈取向造成各向异性;温度太高则会引起物料分解。
注射时间要尽可能短,为此浇口要大,流道和流槽要短。
热塑性弹性体收缩率小,摩擦阻力大,脱模比较困难,因此在模具设计时应予以注意,例如将模腔边角做成一定坡度和圆弧形,或者注意选择合适的脱模剂。
典型的注射成型条件见表10。
表10 注射成型条件(二)模压成型根据苯乙烯嵌段共聚物的特点,在模压成型时,共聚物或其胶料最好置于热模具中,模具的温度通常为120~180℃,温度的选择应使胶料在该温度下在模腔内流动性好,而制品出模时变形不大。
为防止制品在出模时受力的作用而产生扭变,在启模前往往需要先行冷却模具。
为脱模方便和有利制品的外观质量,往往采用脱模剂,从制品的性能考虑,建议不使用含硅脱模剂。
(三)挤出成型嵌段共聚物SBS可以在一般塑料用挤出机上进行挤出。
口形光滑呈锥形、螺纹深度大、压缩比低等条件有利于得到高质量的挤出物。
针对热塑性弹性体的粘度特性,挤出可选择在熔融温度(135~205℃)范围。
由于热塑性弹性体的摩擦系数高,因而挤出速率通常比一般热塑性塑料高。
(四)吹塑成型热塑性塑料通用的吹塑机可用于苯乙烯嵌段共聚物的吹塑成型。
其吹塑成型技术与聚乙烯相似,熔融温度在135~205℃之间,在较低温度下,可能会发生熔融断裂,而在较高温度下,则可能发生型坯下垂。
苯乙烯类热塑性弹性体
《化工反应工程》论文题目:苯乙烯类热塑性弹性体目录论文题目:苯乙烯类热塑性弹性体 01.1简介 (2)1.1.1发展历史 (2)1.1.2结构式 (3)1.1.3分类 (4)1.1.4生产厂家 (5)1.2主要性能和应用 (6)1.2.1结构特性和主要物理性能 (7)1.2.1.1结构特性 (7)1.2.1.2主要物理特性 (8)1.2.2应用 (10)1.3国内外研究现状和进展 (12)1.3.1合成 (12)1.3.1.1线型三嵌段苯乙烯热塑性弹性体 (13)1.3.1.2星型苯乙烯类热塑性弹性体 (14)1.3.2生产工艺 (14)1.3.2.1极化改性工艺 (14)1.3.2.2 偶联剂技术 (15)1.3.2.3 聚合工艺的改进 (15)1.3.2.4螺杆挤出法合成新工艺 (16)1.4展望 (16)1.4.1苯乙烯类热塑性弹性体的技术进展 (16)1.4.2未来发展趋势 (17)1.4.2.1生产规模 (17)1.4.2.2 应用方向 (18)1.4.2.3 研究动向 (18)1.5小结 (19)1.6参考文献 (19)11.1简介热塑性弹性体(又称热塑性橡胶Thermoplastic Elastomer/TPE),由于兼有软质塑料的工艺加工性能和硫化橡胶的物理机械性能特性,故有“第三代合成橡胶”之称[1]。
苯乙烯类热塑性弹性体(又称苯乙烯类嵌段共聚物Styreneic Block Copolymers/SBCs),是目前世界上与橡胶性能最为相似、产量最大、发展最快的一种热塑性弹性体。
苯乙烯类热塑性弹性体一般以烷基锂为引发剂,由苯乙烯、丁二烯或异戊二烯通过阴离子聚合技术制得。
苯乙烯类热塑性弹性体按嵌段成分分为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物以及其相应的加氢产物[2~3]。
苯乙烯类热塑性弹性体能和许多种材料混合,如增塑剂、改性剂、填料和其它树脂等。
这种混合可根据特殊应用的需要,改变材料的多种性能,像软化温度、黏性、内聚粘结强度和刚性,因此苯乙烯类热塑性弹性体有着非常广泛的应用范围。
SBS 热塑性弹性体
(SBS) 1 产品概述苯乙烯系热塑性弹性体(又称为苯乙烯系嵌段共聚物Styreneic Block Copolymers,简称SBCs),目前是世界产量最大、与橡胶性能最为相似的一种热塑性弹性体。
目前,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”。
与丁苯橡胶相似,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。
目前SBS主要用于橡胶制品、树脂改性剂、粘合剂和沥青改性剂四大应域。
在橡胶制品方面,SBS模压制品主要用于制鞋(鞋底)工业,挤出制品主要用于胶管和胶带;作为树脂改性剂,少量SBS分别与聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)共混可明显改善制品的低温性能和冲击强度;SBS作为粘合剂具有高固体物质含量、快干、耐低温的特点;SBS作为建筑沥青和道路沥青的改性剂可明显改进沥青的耐候性和耐负载性能。
目前我国SBS 的生产能力21万吨/年,而国内市场的需求则已却超过了35万吨,国内市场缺口较大,产品具有良好的市场发展前景。
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苯乙烯类热塑性弹性体苯乙烯类热塑性弹性体(Styrenlc thermoplastic elastomers)是借助于阴离子无终止型聚合反应合成的嵌段共聚物,因此,又称作苯乙烯嵌段共聚物。
一、合成(一)线型三嵌段苯乙烯热塑性弹性体合成线型三嵌段ABA型的苯乙烯类热塑性弹性体,可以采用单官能团引发的三步合成,也可以采用双官能团引发的两步合成,或者单官能团的两步合成加偶联反应等多种方法。
三步合成法采用烷基锂作引发剂,依次进行苯乙烯的聚合,二烯烃类单体的聚合,再加进苯乙烯单体,形成苯乙烯-二烯烃-苯乙烯三嵌段共聚物。
双官能团的两步合成法是在强极性溶剂存在下,用萘-锂和萘-钠作为引发剂,首先形成活性双阴离子苯乙烯二烯烃二聚体,然后与苯乙烯和二烯烃发生反应。
单官能团的两步合成及偶联反应,同样是用烷基锂作引发剂,使单体苯乙烯引发聚合,形成活性聚苯乙烯,它具有引发二烯烃聚合韵能力,加入二烯烃单体,故形成AB-Li+的双嵌段共聚物,用偶联剂RX 2,从而形成ABA型嵌段聚合物。
式中X可以是Cl或Br。
(二)星型苯乙烯类热塑性弹性体星型苯乙烯类热塑性弹性体系采用单官能团活性双嵌段共聚物和多官能团偶联反应的办法合成。
如采用1,3,5-三氯代甲基苯三官能团偶联剂与双嵌段活性聚合物反应,则生成三臂的星型嵌段共聚物;如用四官能团的四氯化硅作偶联剂,其结果得到四臂嵌段共聚物。
依此类推,可以得到五臂及更多臂的星型嵌段共聚物。
当然,随偶联剂官能团增多,反应速度也相应减慢。
二、结构特征和性能(一)结构特征苯乙烯类热塑性弹性体是指聚苯乙烯链段和聚寸二烯(或者聚异戊二烯)链段组成的嵌段共聚物。
聚苯乙烯链段作为硬段(塑料段),聚丁二烯(或聚异戊二烯)链段作为软段(橡胶段)。
在这种嵌段共聚物中,相应于两个组分,有两个分离相,并有各自的玻璃化温度。
对聚苯乙烯链段来说,T g约为70-80℃,而聚丁二烯链段的T g约为-100℃,因此,在室温下聚苯乙烯链段互相缔合或“交联”,形成物理交联区域,这些缔合区域的直径约为30nm,它们起到补强剂作用。
这种由聚苯乙烯硬段和聚丁二烯(或聚异戊二烯)软段形成的交联网络结构,与硫化橡胶中的交联网络结构有相似之处,这是苯乙烯热塑性弹性体在常温下显示硫化橡胶特性,高温下发生塑性流动的原因所在。
美国Phillips石油公司商品牌号为Solprene 406、411、415、416、475、480等品种为苯乙烯和丁二烯星型嵌段共聚物,美国Shell Chemical公司生产的Kraton为线型结构的。
中国石油化工总公司可以提供线型和星型两种结构的六个品种。
有关线型和星型嵌段共聚物纯料性能、填充陶土的物料性能、填充炭黑补强体系的物料性能列于表20-15。
表20-15 线型和星型嵌段共聚物的性能比较由表可见,星型嵌段共聚物的门尼粘度比线型嵌段共聚物高得多。
星型嵌段共聚物的拉伸强度不论生胶还是填充陶土或填充炭黑,均比线型嵌段共聚物高很多。
因此。
星型嵌段共聚物更适于高负荷的应用场合。
同时,随着温度的升高,线型嵌段共聚物的拉伸强度下降幅度大,而星型嵌段共聚物明显要小,说明星型嵌段共聚物具有更好的耐热性能。
星型和线型两种结构聚合物溶液粘度随分子量变化而变化,随着分子量的增高,溶液的粘度增高;在相同分子量的条件下,线型嵌段共聚物较星型嵌段共聚物的溶液粘度高。
嵌段共聚物中苯乙烯含量对材料的力学性能有重要影响。
图20-13揭示嵌段共聚物中苯乙烯含量变化对应力应变30nm,它们起到补强剂作用。
这种由聚苯乙烯硬段和聚丁二烯(或聚异戊二烯)软段形成的交联网络结构,与硫化橡胶中的交联网络结构有相似之处,这是苯乙烯热塑性弹性体在常温下显示硫化橡胶特性,高温下发生塑性流动的原因所在。
美国Phillips石油公司商品牌号为Solprene 406、411、415、416、475、480等品种为苯乙烯和丁二烯星型嵌段共聚物,美国Shell Chemical公司生产的Kraton为线型结构的。
中国石油化工总公司可以提供线型和星型两种结构的六个品种。
有关线型和星型嵌段共聚物纯料性能、填充陶土的物料性能、填充炭黑补强体系的物料性能列于表20-15。
表20-15 线型和星型嵌段共聚物的性能比较由表可见,星型嵌段共聚物的门尼粘度比线型嵌段共聚物高得多。
星型嵌段共聚物的拉伸强度不论生胶还是填充陶土或填充炭黑,均比线型嵌段共聚物高很多。
因此。
星型嵌段共聚物更适于高负荷的应用场合。
同时,随着温度的升高,线型嵌段共聚物的拉伸强度下降幅度大,而星型嵌段共聚物明显要小,说明星型嵌段共聚物具有更好的耐热性能。
星型和线型两种结构聚合物溶液粘度随分子量变化而变化,随着分子量的增高,溶液的粘度增高;在相同分子量的条件下,线型嵌段共聚物较星型嵌段共聚物的溶液粘度高。
嵌段共聚物中苯乙烯含量对材料的力学性能有重要影响。
图20-13揭示嵌段共聚物中苯乙烯含量变化对应力应变的影响,随着苯乙烯含量的增加,胶料的拉伸强度和定伸应力增高,伸长率大幅度下降。
(二)纯聚合物性能纯聚合物是指苯乙烯/丁二烯(或异戊二烯)未经充油和未加任何添加剂或填料的纯嵌段共聚物。
纯聚合物性能是以苯乙烯类热塑性弹性体为原料的橡胶制品使用性能的基础。
诚如前述,共聚物的配料比、分子量、支化程度或其它结构上的差异,都是共聚物性能的影响因素。
表20-16为国产SBS和充油SBS的主要物性指标。
表20-16 国产SBS和充油SBS的主要物性指标苯乙烯嵌段共聚物具有很好的生胶强度和弹性,其扯断永久变形比塑料要小得多,但比硫化橡胶稍高。
当温度升高时,嵌段共聚物的拉伸强度和硬度下降,塑性增加,有利于加工。
苯乙烯嵌段共聚物的抗热氧老化、臭氧老化及紫外光老化的性能与丁苯橡胶类似;由于丁二烯链段中含有双键,因而对于耐老化性能要求苛刻的橡胶制品,该材料的应用受到限制。
采用改性办法使双键饱和,或者橡胶链本身就是饱和链段,胶料的耐老化性能会明显提高。
与丁苯橡胶类似,苯乙烯嵌段共聚物可以与水、弱酸、碱等接触,但许多烃、酯、酮类化合物能使其溶解或溶胀。
表20-17为该材料在燃料油、醇、酸,碱溶液等介质中的溶解或溶胀数据。
其中正己烷、四氯化碳、燃料油均能使其溶解,在使用时应予注意。
苯乙烯嵌段共聚物具有优良的绝缘性能,可用作电线、电缆及电器材料,其电性能如表20-18所示。
表20-17 化学稳定性表20-18 电性能介电动机常数1kHZ1MHz介电损耗系数1kHZ1MHz体积电阻,Ω·cm 1min5min2.512.504×10-48×10-43×10161×10172.532.531×10-47×10-42×10162×10162.302.3013×10-523×10-59×10162×1017苯乙烯嵌段共聚物在溶液粘度和熔融流动上也有其特点。
与普通丁苯橡胶和天然橡胶相比,在固体物含量相同时,该材料的溶液粘度比相应的丁苯橡胶、天然橡胶小得多。
其熔融粘度高于相同分子量条件的均聚物或无规共聚物,且熔融粘度对剪切速率及分子量敏感。
在低剪切速率下,此种流体是非牛顿型流体。
对其熔融粘度高的这种现象,可用微相分离结构来解释。
当物料温度处于150℃以下时,虽然硬段已处于流动状态,但微相分离结构依然存在;150℃以上时才产生由两相到单一的均相的相转变;到160℃时,聚合物才处于正常熔融流变状态,得到零剪切粘度。
图20-14展示了剪切速率对纯聚合物和亢油及填料聚合物表观粘度的影响。
(三)氢化改性苯乙烯嵌段共聚物由于丁二烯或异戊二烯橡胶链段含有不饱和双键,双键的存在使材料耐氧、臭氧、紫外光等耐老化性能受到影响。
通过加氢使双键饱和的办法,可以大大改善胶料的热稳定性和耐老化性能,提高材料的使用温度。
美国Shell Chemical公司首先推出加氢SBS,即SEBS,其商品名称为Kraton G;日本旭化成工业公司也进行工业开发。
中国石油化工总公司进行了苯乙烯嵌段共聚物加氢的试验研究。
商品Solprene 512,Elexar 8421等也属SEBS之列。
加氢程度的高低对胶料的物理机械性能有明显的影响。
表20-19的数据表明,拉伸强度随加氢度升高而增高,伸长率相应下降。
苯乙烯嵌段共聚物经80℃热空气老化48小时,其拉伸强度较老化前稍有增高;加氢苯乙烯嵌段共聚物在同样的老化条件下,其拉伸强度较老化前有明显提高。
经过加氢改性的苯乙烯嵌段共聚物,其使用温度相应提高。
表20-20为经过加氢处理和未加氢处理的苯乙烯嵌段共聚物老化前后的性能对比。
加氢苯乙烯嵌段共聚物高温下稳定,老化性能优良,便于成型加工,主要用作油品的添加剂,如增稠剂,还可用作鞋底、汽车部件、医疗器械、密封制品、家用电器及其它复合材料。
表20-19 加氢度对SE6S的拉伸强度和伸长率的影响表20-20 苯乙烯嵌段共聚物加氢改性产品老化试验三、配合及混合料加工(一)混合料制备的一般方法为了改善胶料的加工性能.降低制品成本,苯乙烯类热塑性弹性体通常采用并用其它高聚物材料和填料的方法制备混合料。
并用有下面四种途径:(1)用与橡胶相可容的聚合物填充橡胶相;(2)用与塑料相可容的聚合物填充塑料相;(3)用添加象聚烯烃一类的高定伸应力的聚合物形成另外的附加相;(4)在橡胶连续相区内添加象无机填料这样的不连续相。
并用的方法分为溶液混合法、机械干混法及熔融混合法。
溶液混合法采用一系列工业溶剂如环己烷、甲乙酮、甲苯或混合溶剂等。
选择溶剂应注意溶剂对溶液的流变特性及涂膜性能的影响。
机械干混法是应用最广泛的混合工艺,一般是苯乙烯嵌段共聚物小片或颗粒和增塑剂及其它添加剂在低于该聚合物熔化温度而足以使添加剂和聚合物胶料互相之间能混合均匀的温度下进行机械混炼。
为减少能量损耗,混炼物抖可以直接送入可加工粉料的捏合机,经熔化而后加工成最终产品。
熔融混合法通常采用密炼机和双螺杆挤出机。
采用密炼机加工,起始加工温度在100℃左右,出料温度在120~150℃的范围。
物料的温度视其组成而定。
如果充油量大,最好待苯乙烯嵌段共聚物和聚合物添加组分完全流动再加油,油最好预热。
排料用开炼机压片,控制前辊辊温较后辊高10℃,以便在前辊上包辊。
挤出机以双螺杆型为好。
机头装有割刀,采用气冷或水冷均可,只要控制好工艺条件,可生产质量均一的粒料。
(二)增塑剂多种油和脂可用作苯乙烯嵌段共聚物的增塑剂。
油和脂的作用是软比和塑化该共聚物中的橡胶相,以降低粘度,方便操作。
环烷油、石蜡油是最常用的增塑剂。
芳烃油因为能溶化聚苯乙烯相,使聚苯乙烯玻璃化温度明显下降,因此,应避免作填充油使用。
无论哪一种油都会降低拉仲强度和耐磨性能,但硬度和定伸应力可以控制。