SBS系熱塑性彈性體
早在1965年美國即已研制成苯乙烯和丁二烯嵌段共聚物,這是一種采用溶液法共聚法得到的嵌段共聚物,。聚丁二烯是彈性嵌段鏈節(jié),,聚苯乙烯是熱塑性嵌段鏈節(jié)。確定嵌段鏈節(jié)的長度以及二種嵌段的比例,,即可得到這種新材料,。丁二烯(B)和苯乙烯(S),,按SBS的形式構(gòu)成的共聚物,即是一種熱塑性橡膠,,這種橡膠在150℃左右就可以塑化,、成型,所得制品在室溫上下卻又顯示出優(yōu)異的橡膠彈性,。
熱望性酸是二齊子與塑料之同以乙烯和丁三段共聚物為,,它在高溫下和塑料一樣容易熔融流動、塑化成型,,可以進行注模,、壓出、壓延等加工操作,。而其制品不經(jīng)硫化即具有硫化橡膠的彈性,。這是由于在共聚物結(jié)構(gòu)中,對熱塑性嵌段部分的聚苯乙烯(玻璃化溫度高于室溫)和彈性嵌段部分的聚丁二烯(玻璃比溫度低于室溫)處理合宜,,即分量范國選擇得當,,這就使得在彈性性能和操作性能之間取得了良好的平衡(見圖2-17)。
這種SBS嵌段共聚物,,是在具有橡膠彈性的線性聚丁二烯的兩側(cè),,嵌上內(nèi)聚力大的熱塑體性能的影響性聚苯乙烯鏈段。這樣,,在室溫下熱塑性聚合物由于其內(nèi)聚力而形成交聯(lián)點,,中間的聚丁二烯則顯示出橡膠彈性。加熱時,,熱塑性鏈段部分發(fā)生流動,,共聚物的整體就容易流動,使得該共聚物容易成型,。這種SBS型嵌段共聚物稱為雙嵌段共聚物,,其中彈性鏈區(qū)段稱為軟鏈段,內(nèi)聚力大的熱塑性鏈段稱為硬鏈段(圖2-18),。
盡管將不同特性的鏈段鑲嵌到了一起,,但是二種聚合物鏈段的固有的不相同性仍會表現(xiàn)出來,如它們傾向于形成分離相,,在圖2-19中看到的在粘性阻尼曲線上的兩個峰值,,即是各聚合物鏈段在相應(yīng)溫度下的峰值。但是在使用性能方面卻有一定的優(yōu)越性,。由圖2-20可以看出,,熱塑性橡膠SBS直到低溫-60℃,都仍具有橡膠的彈性,,它們的模量能在廣闊溫度范圍內(nèi)保持恒定,。而硫化橡膠的應(yīng)力ー應(yīng)變性能在室溫時有些接近于異戊二烯硫化膠。熱塑性橡膠由于其結(jié)構(gòu)具有雙重化學性質(zhì),,它在溶劑中的溶解情況就不同于一般,。如一種溶劑能夠較容易地溶解共聚物中的一種鏈段時,則另一種鏈段也能被溶解,,而超過了正常溶解度的范圍時,,能夠得到彈性凝膠。SBS在溶劑或混合溶劑中通常形成這樣的溶液,,具有8~10范圍的溶解度參數(shù),。
表2-9比較了熱塑性橡膠與普通橡膠的使用性能上的不同。
前面所介紹的SBS熱塑性橡膠就是熱塑彈性體中裝乙烯系最有代表性的一種,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于粘合劑,、各種壓出制品,、鞋底、涂料等方面,。這種熱塑性橡膠在許多機械性能方面已很接近于普通橡膠,。隨其品種的不同有些性能還比普通橡膠為高。如SBS的抗張強度可高達300-350公斤/厘米,遠遠高于炭黑補強的丁二烯硫化膠,。增加硬鏈段的聚合度,則抗張強度,特別是定伸強度將增大;如果增加軟鏈段的聚合度,則定伸強度將下降,。
苯乙烯系的軟鏈段部分,除聚丁二烯外,現(xiàn)已制成聚異戊二烯的軟鏈段和其它單烯烴的軟鏈段,不同軟鏈段各自分子結(jié)構(gòu)的特性也將在各自的熱塑性橡膠中表現(xiàn)出來,。如軟鏈段為沒有雙鍵的單烯烴時,則這種熱塑性橡膠的耐候和耐寒性也比較好,。
上述SBS型嵌段共聚物是雙嵌段共聚物,可表示為,此外也還有單嵌段共聚物和多嵌段共聚物。熱塑性彈性體若以硬鏈段所產(chǎn)生的交聯(lián)形式來劃分,則可有下列表中各種類型,。