苯乙烯类热塑性弹性体
苯乙烯炎热塑性弹性体(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1。
表1 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2。
表2 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3为国产SBS和充油SBS的主要物性指标。
表3 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4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5所示。
表4 化学稳定性
表5 电性能
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6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7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6 加氢度对SE6S的拉伸强度和伸长率的影响
表7 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。增塑剂的采用可以改善抗屈挠裂口的增长。石蜡、聚乙烯齐聚物、烃类树脂或苯并呋喃-茚类树脂能与橡胶相相容，亦可用作增塑剂。
由于增塑剂和其它配合剂的加入，会使材料的耐紫外光曝晒性能有所下降，为此，需适当加入颜料或其它紫外光稳定剂。
(三)填充剂
苯乙烯嵌段共聚物中可以加入大量廉价的填充剂。填充剂通常可以和增塑剂及树脂混合加入。填充剂的加入起到降低成本和改进性能的作用。
通常情况下填充剂会降低熔融流动性能和拉伸强度，是对增加高温下的强度有利。补强性填充剂如炭黑、白炭黑(细粒子二氧化硅)及硬质陶土，可以提高定伸应力和硬度，增强剪切强度，提高耐疲劳寿命及耐磨性。非补强性填料其主要作用是降低成本，对胶料的定伸应力影响不大。表8为碳酸钙、硬质陶土及白炭黑三种填料的性能比较。
(四)与其它聚合物并用
苯乙烯嵌段共聚物可以加入树脂以改进某些性能，象聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯、聚茚树脂、古马隆-茚树脂等都可作为聚合物添加剂与填充剂和增塑剂并用。树脂用量增加，定伸应力和硬度增高，但对拉伸强度影响不大。选择合适分子量的聚苯乙烯可以改善熔融流动性能，从而对注射模塑和其它加工操作带来方便。添加乙烯-甲苯共聚物、氢化松香季戊四醇，同样能起到增加熔融流动的效果。添加乙烯-乙酸乙烯酯，可以增强抗臭氧性能和耐溶剂性能。
苯乙烯嵌段共聚物还可以与大多数通用橡胶互容，象丁腈橡胶、氯丁橡胶，三元乙丙橡胶、聚氨酯橡胶等都可以与之组成共混物。可以采取以通用橡胶为主体加进苯乙烯嵌段共聚物，以提高通用橡胶的拉伸强度和改善加工性能；也可以采取以苯乙烯嵌段共聚物为主体加进通用橡胶，以提高抗臭氧老化性能及耐溶剂性能。由于苯乙烯嵌段共聚物中聚丁二烯橡胶
链段中双键的存在，因而耐老化性能差。如在不饱和苯乙烯嵌段共聚物中加进15～30%的高生胶强度的三元乙丙橡胶，该混合料显示了优良的抗臭氧老化性能。表9为三元乙丙橡胶与苯乙烯嵌段共聚物不同共混比例对共混料性能的影响。随着共混料中三元乙丙橡胶含量的增加，共混料的拉伸强度明显降低，300%定伸应力和硬度也稍有下降。但是耐臭氧老化性能明显提高。
表8 填料对胶料性能的影响
①ASTM D—1238。
②美国国家标准局缩写。
表9 EPDM/SBS共混比对共混料性能的影响
注：臭氧老化条件为500pphm，40℃，拉伸40%。
(五)稳定剂
苯乙烯嵌段共聚物就其抗老化性能而言和丁苯橡胶或天然橡胶相近，由于中心嵌段链段含有双键，其稳定性比中心嵌段链段为完全饱和的要差。在热氧老化条件下，含有丁二烯嵌段链段的共聚物氧化产生交联；含有异戊二烯链段的共聚物氧化发生裂解。为防止共聚物在正常操作和贮存期间的降解，往往加入足够量
的稳定剂。根据制品的使用要求，采用污染型的抗氧剂或非污染型抗氧剂。在特殊使用场合，稳定剂尚需经过药理检验认可。
紫外光辐射是苯乙烯嵌段共聚物老化的一个重要因素、二丁基二硫代氨基甲酸镍、苯酮类化合物可以增加物料对紫外光的稳定性。
苯乙烯嵌段组成在应力条件下使用，应当考虑臭氧老化的因素，并用少量三元乙丙橡胶及乙烯-乙酸乙烯酯可以提高制品的耐臭氧老化性能；微晶石蜡、二丁基二硫代氨基甲酸镍、二丁基硫脲等在一定程度上也可以提高制品的抗氧老化性能。
(六)其它添加剂
其它添加剂是为了某种特殊需要而添加的，如为了改善加工性能而添加的加工助剂，如硬脂酸、硬脂酸镍、石蜡、低压聚乙烯等。
为了制品的色调而添加颜料、染料；其它如抗静电剂、阻燃剂、发泡剂、杀菌剂等，是为了某种专门的效应而添
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。型坯的口型膨胀率比一般塑性材料要小。
五、应用
苯乙烯热塑性弹性体主要有三大用途：塑料和橡胶改性，胶粘剂，各种弹性体橡胶制品。
(一)塑料改性和橡胶改性
两种或两种以上的高聚物共混，是高聚物改性的重要手段。苯乙烯嵌段共聚物可以用于橡胶和塑料改性的目的。YH-792，802，805及Solprene 414，475，SolT 171，TufpreneA， Tufprene X等均可用作塑料改性。
用苯乙烯嵌段共聚物对低密度聚乙烯进行改性，是塑料改性的一个例子。随着苯乙烯嵌段共聚物加入量的增加，聚乙烯的抗冲击性能提高很多。当其添加量由10％增加到20％时，低压聚乙烯的抗冲击强度由570kJ/m2提高到700kJ/m2，如果用星型结构的Solprene来改性低压聚乙烯，则用量少而能达到同样的效果。用Solprene 414改性低压聚乙烯，其用量由10%增加到20%时，其落锤冲击性能由220g/25ηm提高到490g/25ηm。其抗撕裂性能也随Solprene用量增加而提高。经过Solprene改性的低压聚乙烯，可用作“重负荷”包装袋，具有重要的经济价值。
同样，用苯乙烯嵌段共聚物来改善高压聚乙烯的性能，效果也很明显。
聚丙烯耐寒性和抗冲击强度差，在应用上有局限性，用苯乙烯嵌段共聚物来改性，可使耐寒性和抗冲击性能大大提高，而硬度并无显著变化，从而扩大了聚丙烯的应用领域。
聚苯乙烯的致命弱点是脆性，添加苯乙烯嵌段共聚物可使聚苯乙烯耐冲击性大为增加。且使透明性也有改善，从而可在透明板材、零部件、仪表先及各种装饰设备上应用。
国外也有关于用苯乙烯嵌段共聚物如Solprene及Cariflex TR来改性天然橡胶和丁腈橡胶，以提高共粘接强度的报道。
(二)沥青改性
沥青是重要的建筑用材料，然而沥青的缺点是冬脆夏软，因而应用受限制。过去人们用天然橡胶、氯丁橡胶，丁苯橡胶改性沥青，虽然在不同程度上有效果，但同浓度相比，苯乙烯嵌段共聚物更为有效，且苯乙烯嵌段共聚物有热塑性，粘度低，容易互混。YH-801， Solprene 411，Sol T 161均可用于此目的。
(三)胶粘剂
苯乙烯热塑性弹性体由于其组分及化学结构上的特点，兼有橡胶和塑料两种性能，因而用作胶粘剂有独到之处。
苯乙烯嵌段共聚物作为胶粘剂使用，除了具有同高弹性相结合的高粘结强度外，还具有
良好的低温曲挠性。用作胶粘剂的有Cariflex TR-1101、TR-1102及TR-1107。YH-791，92，805、Tufprene A、Tufprene X。
苯乙烯嵌段共聚物作为无溶剂的热熔胶粘剂，这是它本身所固有的结构特征及性能所决定的。
(四)制鞋工业
苯乙烯热塑性弹性体是制鞋工业的重要原料。用它代替PVC及硫化橡胶作大底，具有多方面的优点。这些优点是可以用热塑性塑料加工设备进行加工，设备简单，投资小；穿着舒适，不易打滑，耐磨、曲挠龟裂性能优良。其大底性能可以与聚氨酯大底媲美，但成本低，加工方便，从目前苯乙烯嵌段共聚物的应用来说，制鞋工业应是主要用途之一，用于制鞋工业的有YH-802，795，805，Solprene 414，475，Kraton 4122，Sol T 171，Sol T1776，Tufprene A，Tufprene X等。
1．直接鞋底
直接鞋底是用注射成型方法直接粘接在鞋帮上，各种运动鞋、旅游鞋都可以采用直接鞋底法加工。用这种方法加工的运动鞋、旅游鞋与聚氯乙烯鞋底比较，耐寒性能优良，抓着力好，不易打滑。
2．单独鞋底
单独鞋底是先注射成大底，然后再用冷粘技术将大底粘接到鞋帮上，做成鞋子。如各种皮鞋、拖鞋等。单独鞋底可分为发泡型和非发泡型。单独鞋底做成的各种皮鞋、普通运动鞋等，手工劳动多，劳动力成本占总成本比例大，但总体说来，经济上仍然足合理的。
附表苯乙烯类热塑性弹性体主要品种牌号及生产厂家一览表
手把手教你区分：热塑性弹性体TPE,TPR,TPV,TPU,TPO 热塑性弹性体TPE种类繁多,我们接触到的种类就有TPE,TPR,TPU,TPV,TPEE,TPO,TPAE,TPS等等.怎么样，是不是觉得很乱.不急，且让小编为你解读各种不同品种TPE的区别。 一、TPE 首先，TPE有这么一层意思，即为所有热塑性弹性体的统称，包含TPR,TPU,TPV,TPEE,TPO,TPAE 等。中文全称为Thermo-PlasticElastomer. 通常情况下，用户或者我们说的TPE，很多时候就是指的SEBS为基础之共混改性热塑性弹性体了。SEBS体系的TPE，硬度范围0~100A,外观为透明或本色颗粒。燃烧火焰为上黄下蓝或黄色，烟较淡，有芳香气味。 但实际上碰到用户找TPE,我们应根据他的具体要求，来选择一种合适的TPE种类，而不是刚开始就主观性的理解为特定SEBS体系的TPE. 二、TPR TPR,这是台湾甚至亚洲区域的用户的叫法。最先有人用SBS合成改性制造出一种橡胶，但这种橡胶为热塑性的，英文意思即Thermo-plastic rubber,缩写TPR.之后SBS家族出现高性能材料SEBS,其共混改性出的材料，生产企业称TPE,以示与SBS基础改性的TPR相区别。但不少用户（尤其是台湾和亚洲区域）仍沿用TPR的称呼，而不太注重SEBS,SBS的材料上的差异。实际上SEBS,SBS 两种体系的TPE(TPR),还是存在一些性能上的差异。TPR(基于以上的分析，某种意义上与SEBS之TPE为一种材料）外观为透明或白色颗粒，硬度0~100A. 三、TPS（TPES) TPS（TPES),这是国外的一种叫法，将苯乙烯类热塑性弹性体SBC(如SEBS,SBS,SEPS,SIS)类的共混改性材料成为TPS(TPES).但实际上，TPS材料可能不只这一层意思，因此，用户如寻找咨询TPS 材料，建议还是了解用户做什么产品，有什么具体要求，再评估苯乙烯弹性体SBC类共混改性材料是否合乎要求。 四、TPO TPO,聚烯烃热塑性弹性体。为各种直链烯烃的共聚物或者直链聚烯烃与其他材料的共混改性材料。常见的EVA,POE可看做该类弹性体。外观为半透明或透明颗粒。
聚烯烃类热塑性弹性体 烯烃类热塑性弹性体包括TPO和TPV(ThermoplasticVulcanizate)两种，热塑性聚烯烃弹性体(TPO)是由软链段(大于20％)的橡胶和硬链段的聚烯烃构成的共混物。通常橡胶组分为三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、丁基橡胶(IIR)及天然橡胶(NR)；聚烯烃组分主要为聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)。当前用得较多的是EPDM与PP的共混物，也称改性聚丙烯或改性聚乙烯。TPO硫化后的硫化弹性体称为TPV．是与TPO不可分割的、相辅相成的热塑性聚烯烃弹性体，是今后TPO主要的发展趋势。 改性塑料用的聚烯烃类弹性体的主要品种及特性：聚烯烃型的热塑性弹性体，包括 （1）乙烯-α烯烃共聚物，丙烯-α烯烃共聚物，1-丁烯均聚物和共聚物，丙烯—α烯烃共聚物(茂金属催化) ①非结晶或部分结晶的聚烯烃,即使在低温下仍具有良好的柔软性；②无色透明,折射率和其他烯烃无显著差别,新品种的透明性没有下降；③和各种聚烯烃之间有良好的亲和性,在干混条件下可以成型；④有良好的均匀性,薄膜形成时无凝胶、无胶浆疙瘩； ⑤和PE、PP相同,具有良好的耐热老化性、耐天候性。使用茂金属类催化剂催化后,和XR 相比,分子量分布均匀,具有25 ℃～35 ℃的低熔点,热密封性良好,可防止粘连。 （2）乙烯、12辛烯共聚物（EOM）①结晶度低,具有可挠性、橡胶弹性、压缩永久变形性、耐热性、透明性等性能；②利用内部催化技术,可得到均匀的分子结构；③在分子主链上能接枝大分子长链,具有熔融张力等性能；④在PP中能良好地分散,作为TPO类耐冲击改性材料,生产成本低于EPDM。 （3）乙烯、2丁烯共聚物①通过扩大分子量分布范围,改善工艺性能；②通过控制接枝长链的分子量,提高熔融张力,改善熔融破坏性、挤出膨胀性。保持了所拥有的力学性能；③由于高分子量、高黏度类型的新产品的线形结构所具有的力学性能,提高了熔融黏度等。
弹性体材料大全 弹性体分为热固性弹性体和热塑性弹性体（TPE），其中TPE包括苯乙烯类热塑弹性体TPS、烯烃类热塑弹性体TPO、TPV等，常在塑料改性中起到重要的作用。下面为大家整理了弹性体材料大全。 SBS：苯乙烯系热塑性弹性体，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。 SIS：苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯(SIS)嵌段共聚物是SBS的姊妹产品，是美国Phillips石油公司和Shell化学公司分别于60年代同步开发，并在70年代获得进一步发展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。 SEBS：SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。SEBS不含不饱和双键，因此具有良好的稳定性和耐老化性。?无需硫化即可使用的弹性体，加工性能与SBS类似，边角料可重复使用，符合环保要求，无毒，符合FDA要求。具有较好的耐温性能，其脆化温度≤-60℃，最高使用温度达到149℃，在氧气气氛下其分解温度大于270℃。 EPDM：三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶的一种，以EPDM（Ethylene Propylene Diene Monomer）表示，因其主链是由化学稳定的饱和烃组
C8苯乙烯抽提工艺（1）工艺流程总框图 （2）C8切割单元 1.原料组成 C8切割 单元 苯乙炔加氢 单元 抽提蒸馏 单元 苯乙烯精制 单元混合C8C9原料 C8馏分 C9馏分去C9树脂厂 粗苯乙烯 广东新华粤石化股份有限公司苯乙烯装置工艺流程框图 加氢C8馏分苯乙烯产品去罐区来自乙烯厂 C8抽余油返乙烯厂
2.工艺流程 3.质量要求 4.操作指标 5.操作难点
（3）苯乙炔加氢单元 1. 原料要求 2.工艺流程 3.质量要求 C8加氢油中苯乙炔含量＜30PPm 4.操作指标 （4）苯乙烯抽提蒸馏单元1.抽提蒸馏单元工艺流程总框图
2.原料组成 抽提蒸馏塔(T-301) C8原料贫溶剂 溶剂回收塔(T-302) 富溶剂 （溶剂+苯乙烯） 粗苯乙烯去脱色单元 溶剂再生塔(T-303) 溶剂+水蒸汽 抽余油水洗塔(T-304) 抽余油 水汽提塔(T-305) 洗涤水(含微量油) 塔顶罐集水槽水(含微溶剂、C8芳烃) 去除焦系统 塔顶罐集水槽水(含微量苯乙烯) 洗涤后的水(含微量溶剂、油) 含溶剂水(浓缩) 自产蒸汽 抽余油去罐区
●由C8馏分组成表，可知其的主要组分有： ?乙苯(136℃) ?对二甲苯(138.4℃) ?间二甲苯(139.1℃) ?邻二甲苯(144.4℃) ?苯乙烯(145.15℃) ●苯乙烯和邻二甲苯的沸点差只有0.75℃ ●因此一般蒸馏不能把苯乙烯从C8 组分中分离出来。 3.抽提蒸馏(萃取精馏)原理 利用环丁砜复合溶剂对不饱和的烯烃族有极强的亲和力，从而使苯乙烯与二甲苯和乙苯相比较，具有低的挥发性。基于这种特性，苯乙烯在抽提蒸馏(萃取精馏)塔中被分离出来。 4.C8苯乙烯抽提蒸馏单元主要设备 ●抽提蒸馏塔(T-301) ●溶剂回收塔(T-302) ●溶剂再生塔(T-303) ●抽余油反萃塔(T-304) ●水汽提塔(T-305) 5.抽提蒸馏塔(T-301) ●该塔是利用溶剂分离苯乙烯和C8芳烃的主要设备。 ●抽提蒸馏塔(T-301)可划分为三部分： A、溶剂回收段：塔的顶段（溶剂进料口以上） B、抽提精馏段：塔的中段（C8馏分进料口与溶剂进料口之间） C、苯乙烯提浓段：塔的下段（C8馏分进料口以下） ●抽提蒸馏塔(T-301)可划分为三部分： 贫溶剂C8溶剂回收段抽提精馏段苯乙烯提浓段
热塑性弹性体TPE 中文名称： 1,1,2,2-四苯乙烯 英文名称： TPE（Thermoplastic Elastomer ） 分子式： C26H20 分子量： 332.44 CAS号： 632-51-9 CB号： CB0356145 EC号： 211-179-1 熔点：222-226 ºC 沸点：420 ºC 水溶性：不溶于水 安全说明：S24/25（避免接触皮肤，避免接触眼睛） 特点 1. 可用一般的热塑性塑料成型机加工，不需要特殊的加工设备。 2. 生产效率大幅提高。可直接用橡胶注塑机硫化，时间由原来的20min左 右，缩短到1min以内；由于需要的硫化时间很短，因此已可用挤出机直接硫化，生产效率大幅提高。 3. 易于回收利用，降低成本。生产过程中产生的废料（逸出毛边、挤出废 胶）和最终出现的废品，可以直接返回再利用；用过的TPE旧品可以简单再生之后回收利用，减少环境污染，扩大再生资源来源。 4. 节能。热塑性弹性体大多不需要硫化或硫化时间很短，可以有效节约能 源。以高压软管生产能耗为例：橡胶为188MJ/kg，TPE为144MJ/kg，可节能达25%以上。 5. 应用领域更广。由于TPE兼具橡胶和塑料的优点，为橡胶工业开辟了新 的应用领域。 6. 可用于塑料的增强、增韧改性。自补强性大，配方简化，配合剂对聚合 物的影响制约小，质量性能更易掌握。但TPE的耐热性不如橡胶，随着温度上升而物性下降幅度较大，因而适用范围受到限制。同时，压缩变形、弹性回复、耐久性等同橡胶相比较差，价格上也往往高于同类橡胶。 尽管如此，TPE的优点仍十分突出，各种新型的TPE产品也不断开发出来。作为一种节能环保的橡胶新型原料，发展前景十分看好。 透明系列（transparency series） 应用范围：普通透明玩具、运动器材等。 产品性能：较好的透明性、弹性以及比较低的价格，具有广阔的设计空间。 透明系列（transparency series）应用范围：高档、高透明玩具，成人用品、吸盘用料、运动器材以及密封圈等。
聚烯烃热塑性弹性体 热塑性弹性体（thermoplastic elastomers-TPE）是一类在常温下具有橡胶性能，而在高温下又可塑化成型的高分子材料，兼具两者特点。聚烯烃类热塑性弹性体(olefinic thermoplastic elastomers-TPO)主要是由合成橡胶和聚烯烃两组分构成，橡胶组分通常为二元乙丙橡胶 (EPM)、三元乙丙橡胶(EPDM)或丁腈橡胶，塑料组分通常为PP、PE、EVA等，目前以EPDM/PP为主。 热塑性乙丙橡胶的合成 (一)部分结晶型热塑性乙丙橡胶 部分结晶型热塑性乙丙橡胶是特种乙丙橡胶和聚烯烃的共混料，其主要特点在于乙丙橡胶分子链中存在着部分结晶的链段，这种部分结晶链段，由于分子间凝聚力很大，显示出硬段的性质，起到了物理“交联”作用。这种物理“交联”点，在加热时呈现塑性行为，具有流动性，因而可以用热塑性塑料加工工艺进行成型加工；而聚合物中的弹性橡胶链段，借助于物理“交联”作用，表现出类似硫化橡胶的性能。 1．部分结晶型热塑性乙丙橡胶的合成 采用四氯化钛—苯甲酸乙酯-三乙基铝催化体系，或者改性的铝钛载体催化剂，都可以合成部分结晶型特种乙丙橡胶。单体原料及其配比，温度、压力，溶液浓度、催化剂浓度等因素，是影响乙丙橡胶的重要参数。部分结晶型热塑性特种乙丙橡胶的特点，在于共聚物弹性体的结构赋予该共聚物部分结晶的性质。其结晶度一般为10～20%(占共聚物的重量)。 2．部分结晶型乙丙橡胶与聚烯烃的共混与部分结晶型热塑性特种乙丙橡胶共混的聚烯烃树脂，通常为聚乙烯或聚丙烯。在高密度、中密度、低密度聚乙烯中，以低密度(<940kg/m3)效果为好。全同或间同结构聚丙烯中，以全同结构为佳。理想的聚烯烃树脂为聚丙烯，共混比例随用途而异，理想的配比为100份乙丙橡胶混入25～100份聚丙烯。 混炼可以在开炼机、本伯里密炼机、挤出机等设备上实现。根据加工要求和橡胶制品的性能及应用要求，混炼过程中可以加进如防老剂、增塑剂、增粘剂、填充剂等各种添加剂。本伯里密炼机是最有效的混炼设备。要使乙丙橡胶和聚丙烯(或聚乙烯)达到最好的混炼，有几个基本因素。①强棍使物料产生高剪切应力；②避免局部过热；③保证充分的混炼时间，以便分散组分的颗粒能达到理论平衡尺寸。事实上，本伯里密炼机至少可以借助于控制上顶栓压力及胶料停留时间来调整每批混炼胶料的剪切应力和所需的排胶温度。以实现良好混拣。局部过热虽然不会使所加工的材料本身发生降解或发生交联密度的变化，但大大增加了聚丙烯相的流动性，从而引起熔融的聚丙烯和变软的橡胶相界面的技伸强度和耐撕裂性能下降。 (二)部分硫化型热塑性乙丙橡胶 部分硫化型热塑性乙丙橡胶是无定型乙丙橡胶与聚烯烃如聚丙烯、聚乙烯的共混料，其主要特点是控制无定型丙橡胶的硫化程度仅仅达到部分硫化(而不是大部分硫化或完全硫化)的程度。部分硫化所采用的硫化剂，主要是产生自由基的过氧化物或其它交联剂。也可以选用上述交联体系与硫黄硫化体系并用。可以通过测定凝胶含量、交联密度以及结合硫的多少，用以检验乙丙橡胶的硫化程度。实验证明，部分硫化用硫化剂为完全硫化时用硫化剂的1/4～2/3。部分硫化是与混炼过程同时进行的，因此这种硫化作用称作动态硫化，硫化温度为70～200℃，时间为5～10分钟。 部分硫化乙丙橡胶与聚烯烃树脂的共混采用开炼机或本伯里密炼机进行。共混温度应高于热塑性聚烯烃的软化点。参与共混的聚烯烃树脂与部分结晶型热塑性特种乙丙橡胶一样，可以采用各种密度的聚乙烯，也可以采用结晶度高的全同或间同结构的聚丙烯。聚丙烯树脂较聚乙烯更加理想。 二、热塑性乙丙橡胶的结构特征和性能 (一)结构特征 热塑性弹性体高分子链结构的最大特点在于它同时串联或接枝一些化学结构不同的塑料段和橡胶段。热塑性乙丙橡胶之所以呈现热塑性塑料的加工特性和常温下显示橡胶特性的性能，同样是因为在大分子链结构中存在着硬段和软段的结构特征。由特种乙丙橡胶和聚烯烃共混而成的部分结晶型热塑性乙丙橡胶，其物理交联是由该乙丙橡胶中的结晶链段与热塑性聚烯烃界面之间的较强的凝聚作用形成的。而乙丙
聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer)(POE)是美国DOW化学公司以茂金属为催化剂的具有窄相对分子质量分布和均匀的短支链分布的热塑性弹性体。这种弹性体的主要性能非常突出，在很多方面的性能指标超过了普通弹性体。 POE分子结构与三元乙丙橡胶(EPDM)相似，因此POE也会具有耐老化、耐臭氧、耐化学介质等优异性能，通过对POE进行交联，材料的耐热温度被提高，永久变形减小，拉伸强度、撕裂强度等主要力学性能都有很大程度的提高。多用途的POE弹性体能够超过PVC、EVA、SBR、EMA和EPDM，今后POE可能取代传统的EPDM。由于POE的优异性能使其在汽车行业、电线电缆护套、塑料增韧剂等方面里都获得了广泛应用。 由于POE有较高的强度和伸长率，而且有很好的耐老化性能，某些耐热等级、永久变形要求不严的产品直接用POE即可加工成制品，可大大地提高生产效率，材料还可以重复使用。交联普通聚乙烯的研究已经有几十的时间，但对交联茂金属弹性体的报道还很少。 1 POE的结构与性能 1.1 POE的结构特点 POE之所以具有优异的性能，可实现高速挤出，与以下特点有关：(1)辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点，使其具有优异的韧性又具有良好的加工性；(2)相对分子质量分布窄，与聚烯烃相容性好，具有较佳的流动性；(3)没有不饱和双键，耐候性优于其它弹性体；(4)较强的剪切敏感性和熔体强度，可实现高挤出，提高产量；(5)良好的流动性可改善填料的分散效果，同时亦可提高制品的熔接痕强度。 1.2 POE的性能特点 POE采用溶液法聚合工艺生产的，其中聚乙烯链结晶区(树脂相)起物理交联点的作用，一定量的辛烯的引入削弱了聚乙烯链的结晶区，形成了呈现橡胶弹性的无定型区(橡胶相)。聚合物的微观结构决定其宏观性能，与传统聚合方法制备的聚合物相比，一方面它有很窄的相对分子质量分布和短支链，因而具有优异的物理机械性能(高弹性、高强度、高伸长率)和良好的低温性能；又由于其分子链是饱和的，所含叔碳原子相对较少，因而具有优异的耐热老化和抗紫外线性能；窄的相对分子质量分布使材料在注射和挤出过程中不易产生挠曲。另一方面，限定几何构型催化剂技术(CGCT)可以控制在聚合物线型短支链支化结构中引入长支链，从而改善了聚合物的加工流变性能，还可以提高材料的透明度。 POE分子结构的特殊性赋予了其优异的力学性能、流变性能和抗紫外线性能。此外，它还具有和聚烯烃亲和性好、低温韧性好、性能价格比高等优点，因而被广泛应用于塑料改性，这种新材料的出现引起了全世界塑料和橡胶工业界的强烈关注，也为聚合物的改性和加工带
苯乙烯类热塑性弹性体（SBS） 1简介 苯乙烯类热塑性弹性体[1](苯乙烯类TPES)，热塑性弹性体的主要种类中，苯乙烯类热塑性弹性体(或苯乙烯嵌段共聚物)是应用最广泛的一种，因为它们能与许多材料混合，如填料、增量剂、改性剂和其它树脂等。这种混合可根据特殊应用的要求，严格控制地改变材料的多种性能象粘性、刚性、软化温度和内聚粘结强度。因此苯乙烯类TPES有着极为广泛的应用范围。相反，苯乙烯嵌段共聚物却很少以单纯的形式应用。 2化学与性质 正如所有的TPES一样，苯乙烯类TPES在室温下，它是以在单一高聚物的链内或由组成材料而形成的相互贯穿的基体内存在软硬链段(或相)为特征的。例如，在苯乙烯/丁二烯/苯乙烯TPES链中，软相就是橡胶态的丁二烯中心链段，硬相是结晶态的苯乙烯两端链段。在常温下，硬相可以抑制软的弹性材料流动。 在较高温度下，这些结构将成为流体并在压力条件下流动。冷却时便相再一次形成包含弹性体的基体。苯乙烯嵌段共聚物的分子是线型的或是支化的。迄今绝大多数苯乙烯类TPE共混物都是以线型分子为基础的，也可称为线型三嵌段共聚物。 这包括苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物;苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯嵌段共聚物;苯乙烯/己烯-丁烯/苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯/乙烯-丙烯/苯乙烯嵌段共聚物。 作为一个类型，苯乙烯类TPES显示出有与硫化橡胶相比拟的强度和伸长率。它们其它的特性有：硬度28—95邵氏A(较多的品级适用邵氏A60以下);抗张强度2.1-34 SMPa;伸长率250～1300%;使用温度一110～220°F;密度0.9一1.1，还有较好的电绝缘性能(一些品级已列入UL标准)，对水解的稳定性，耐酸碱。清洁无毒的品级可用于美国食品及药物管理局规定的用途。一般说来，苯乙烯/乙烯-丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯/乙烯.丙烯/苯乙烯嵌段共聚物都有较好的耐环境因素特性如热、紫外线、臭氧和溶剂等。 但它们与苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物相比要更贵些。苯乙烯类TPES还具有短期耐油、耐表面活性剂和有机溶剂的性能。一些硅氧烷改性苯乙烯共聚物的应用日益扩大并引起注意，已把它们作为一个分类来考虑。这种共聚物可常用来代替低硬度橡胶(邵氏A50以下)，还能改善加工，得到更平滑的表面，对各种小的或复杂制品脱模性好。 3加工方法 苯乙烯类TPES有碎屑、粉料、粒状三种型式，可在常用的挤塑、吹塑、注塑等设备上进行加工。由于它们不需要硫化，所以在设备上的初期投资是相当低的。苯乙烯类TPE注塑成型具有周期短的优点，和橡胶相比，它的生产流程更短，成本更低。 模具(不需要大量的模腔)的成本与橡胶加工相比也低得多。就加工而言，苯乙烯类TPES和其它热塑性材料一样，其边角料也可以再生。苯乙烯类TPE嵌段共聚物的挤塑和共挤塑产品有：板材、膜、管材、增强软管、电线和电缆的绝缘层和护套等。 苯乙烯类TPES与很多材料能相互粘着，包括PS、PE、PP、PC和EVA。为此，苯乙烯类TPES 常被用作共挤片材的连结层。苯乙烯/乙烯-丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物可制作阻隔包装材料，这是因为它们透明、能热成型、可蒸煮、可在微波炉中用。 苯乙烯类TPES可用于为提高许多材料摩擦系数的透明薄涂层。注塑和吹塑制备的苯乙烯TPES部件广泛地应用在汽车、仪表和电器工业上。对这类产品来说，通过苯乙烯/乙烯-丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物与聚烯烃共混可提高使用温度和耐溶剂性能。
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 毕业设计 20万吨年乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计 摘要 苯乙烯是最重要的基本有机化工原料之一。本文介绍了国内外苯乙烯的现状及发展概况，苯乙烯反应的工艺条件，乙苯脱氢制苯乙烯催化剂，苯乙烯的生产方法和生产工艺。 本设计以年处理量20万吨乙苯为生产目标，采用乙苯三段催化脱氢制苯乙烯的工艺方法，对整个工段进行工艺设计和设备选型。根据设计任务书的要求对整个工艺流程进行了物料衡算，并利用流程设计模拟软件Aspen Plus对整个工艺流程进行了全流程模拟计算，选用适宜的操作单元模块和热力学方法，建立过程模型进行稳态模拟计算并绘制了带控制点的工艺流程图。在设计过程中对整个工艺流程进行了简化计算，将整个流程分为了反应和精馏分离两个部分，利用计算机模拟计算结果对整个工艺流程进行了模拟优化，并确定了整套装置的主要工艺尺寸。 由于本设计方案使用计算机过程模拟软件Aspen Plus进行仿真设计，减少了实际设计中的大量费用，对现有工艺进行改进及最优综合具有重要的实际意义。 关键词：乙苯，苯乙烯，脱氢，Aspen Plus，模拟优化
Abstract Styrene Monomer（SM）is one of the most important organic chemicals. This article describes the present situation and development of styrene at conditions, catalyst for ethylbenzene dehydrogenation to styrene, styrene production methods and production processes. This design is based on the annual targets, ethylbenzene three-stage dehydrogenation using styrene in the process, the entire section in the process design and equipment selection. According to the requirements of the design of the mission statement of the entire process the material balance, process design simulation software Aspen Plus simulation of the whole process of the entire process, choose the appropriate operating unit module and thermodynamic methods, process model for steady-state simulation and draw the P&ID diagram. The entire process in the design process, simplify the calculation, the whole process is divided into reaction and distillation to separate the two parts, the use of computer simulation results on the entire process flow simulation and optimization, and determine the size of the main process of the entire device . This design using computer simulation software Aspen Plus simulation designed to reduce the substantial costs of the actual design, to improve the existing process and optimal synthesis ，Aspen Plus，Simulation and optimization
热塑性弹性（TPE）材料常见的四大类 热塑性弹性体即TPE，是一种兼具橡胶和塑料性能的材料，在常温下显示橡胶弹性，在高温下能够塑化成型的高分子材料。 热塑性弹性体高分子链的基本结构特点是它同时串联或接枝某些化学组成不同的塑料段（硬段）和橡胶段（软段）。硬段间的作用力足以凝集成微区（如玻璃化微区或结晶微区），形成分子间的物理“交联”。软段则是自有旋转能力较大的高端性链段。 热塑性弹性体是弹性体重要组成，常见的热塑性弹性体有以下几类：苯乙烯类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体。 一、乙烯类热塑性弹性体 苯乙烯类嵌段共聚物型热塑性弹性体是最早研究的热塑性弹性体，是目前世界上产量最大、发展最快的一种热塑性弹性体。主要包括SBS、氢化SBS(SEBS)、SIS 和氢化SIS 等。 苯乙烯类热塑性弹性体室温下的性能与硫化橡胶相似，弹性模量异常高，并且不随相对分子质量变化。其凭借强度高、柔软、具有橡胶弹性、永久变形小的特点，在制鞋业、塑料改性、沥青改性、防水涂料、液封材料、电线、电缆、汽车部件、医疗器械部件、家用电器、办公自动化和胶粘剂等方面具有广泛的应用。 二、聚氨酯类热塑性弹性体 聚氨酯类热塑性弹性体（TPU）一般是由平均相对分子质量为600～4000 的长链多元醇（聚醚或聚酯）和相对分子质量为61～400 的扩链剂及多异氰酸酯加成聚合的线性高分子材料。 TPU 大分子主链中长链多元醇（聚醚或聚酯）构成软段，主要控制其低温性能、耐溶剂性和耐候性，而扩链剂及多异氰酸酯构成硬段。由于硬、软段的配比可以在很大范围内调整，因此所得到的热塑性聚氨酯既可以是柔软的弹性体，又可以是脆性的高模量塑料，也可制成薄膜、纤维，是TPE 中唯一能够做到的品种。 TPU 具有极好的耐磨性、耐油性和耐寒性，对氧、臭氧和辐射等都有足够的抵抗能力，同时作为弹性体具有很高的拉伸强度和断裂伸长率，还兼具压缩永久变形小、承载能力大等优良性能。 TPU已在国民经济的许多领域如制鞋行业、医疗卫生、服装面料和国防用品等行业得到了广泛的应用，但其缺点是耐老化性差、湿表面摩擦系数低、容易打滑。而且TPU 具有强极性，在加工过程中，当剪切作用强烈时，内部易发热，从而发生降解，其熔体粘度对温度依赖性强，较小的温度变化就能引起其粘度的急剧变化，因而加工温度范围窄，再加之成本较高，价格昂贵，进一步限制了TPU 的推广应用。 三、聚烯烃类热塑性弹性体
一、热塑性弹性体（Thermoplastic elastomer）热塑性弹性体也称热塑性橡胶（Thermop1astic，rubber），是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性，在常温显示橡胶高弹性，高温下又能塑化成型的高分子材料。也是继天然橡胶、合成橡胶之后的所谓第三代橡胶，简称TPE或TPR。热塑性弹性体聚合物链的结构特点是由化学组成不同的树脂段（硬段）和橡胶段（软段）构成。硬段的链段间作用力足以形成物理“交联”，软段则是具有较大自由旋转能力的高弹性链段；而软硬段又以适当的次序排列并以适当的方式联接起来。硬段的这种物理交联是可逆的，即在高温下失去约束大分子组成的能力，呈现塑性。降至常温时，这些“交联”又恢复，而起类似硫化橡胶交联点的作用。正是由于这种聚合物链结构特点和交联状态的可逆性，因而热塑性弹性体一方面在常温下显示硫化胶的弹性、强度和形变特性等物理机械性能，可替代一般硫化胶制造某些橡胶制品；另一方面，在高温下硬段会软化或 熔化，在加压下呈现塑性流动，显现热塑性塑料的加工特性。 热塑性弹性体在加工应用上有以下特点： ※可用标准的热塑性塑料加工设备和工艺进行加工成型，如挤出、注射、吹塑等。 ※不需硫化，可制备生产橡胶制品，减少硫化工序，节约投资，能耗低，工艺简单、加工周期缩短，生产效率提高，加工费用低。 ※边角废料可回收使用，节省资源，也对环境保护有利。 ※由于在高温下易软化，所制产品的使用温度有一定限制。 热塑性弹性体最大的成功是它有一些明显的优点，能部分取代热固性橡胶。这些优点如下： ①加工较简单； ②少或不需配料； ③较短的加工时间； ④较低的能量消耗； ⑤废料边角料可再利用； ⑥部件尺寸和整个质量的更严密控制； ⑦更适于高速自动加工； ⑧适于热顾性橡胶不可行的加工（比如吹塑） ⑨热塑性弹性体的更低的密度，而使单位重量能得到更多的部件。 但热塑性弹性体也有某些缺点和不足： ◇加工前干燥； ◇要求成批生产； ◇在给定温度下热塑性弹性体熔融，高于该温度时就不能使用，即使是短时间也不行。 ◇低硬度热塑性弹性品种数量有限。 热塑性弹性体的这些优缺点，决定了它门的应用领域，包括在胶鞋、粘合剂、汽车零部件、电线电缆、胶管、涂料、挤出制品、掺合剂等等方面的大量使用，在橡胶制品方面除了不适于制造充气轮胎外，非胎制品已有不少可以取代，如汽车部件、部分橡胶机械制品，此外包括建筑、电绝缘、食品和饮料包装以及医疗卫生等多方面的应用。 热塑性弹性体具体可分为： ☆苯乙烯类热塑性弹性体(Styrenic thermoplastic elastomer) ☆聚烯烃类热塑性弹性体(Polyolefin thermoplastic elastomer) ☆聚氨酯类热塑性弹性体(Themoplastic Polyrethane elastomer) ☆聚酯类热塑性弹性体(Thermoplastic polyester elastomer) ☆聚酰胺热塑性弹性体(Polyamide thermoplastic elastomer) ☆乙烯共聚物热塑性弹性体(Ethylene copolymer thermoplastic elastomer) ☆ 1,2聚丁二烯热塑性弹性体(Thermplastic 1,2-poly-butadiene elastomer) ☆反式聚异戊二烯热塑性弹性体(Thermoplastictrans-polyisoprene elastomer)
苯乙烯装置工艺流程叙述 一、乙苯工艺流程简述 本工艺包设计的乙苯装置界区内包括烃化反应系统(亦称烃化反应系统)、苯回收系统、乙苯回收系统、多乙苯回收系统、烷基转移反应系统（亦称反烃化反应系统）。为解决反应器在再生时停产影响，也是为了规避放大风险,烃化反应系统设计成反应器R－２10１Ａ/B、加热炉Ｆ-21０1A／B、换热器Ｅ-2101A/B;E-2102A／B;E－２103Ａ/B两套并联操作。 来自罐区的新鲜苯、油水分离器的回收苯、精馏工段回收的循环苯在T－2201苯回收塔汇合，用苯循环泵P-220１A/B泵入苯进料气化器E－2１01A／B的壳程,管程的高压蒸汽将其加热而气化,气相苯分别进入两套苯换热器E-２103A/Ｂ的壳程,与管程的高温反应器出料换热而被过热。过热后的苯被分成两股:主苯流和急冷苯流。主苯流进入反应器进料加热炉F－２１01A/B被加热到反应温度,进入烃化反应R-2１01Ａ/B。 界区外的原料乙醇用乙醇进料泵Ｐ-2101A／B加压，进入工艺水换热器E-220４,与苯塔回流罐底部排出的油水混合物换热回收热量，温度升至接近泡点,导入E-２10２Ａ／Ｂ乙醇蒸发器，用高压蒸汽将其气化，分段进入两台并联的烃化反应器。 在R-２１01A/B中,乙醇发生脱水反应生成乙烯与水蒸汽，继而苯和乙烯发生烃化反应,生成乙苯及少量二乙苯、多乙苯等。为稳定反应器的温度，每段催化剂床层之间都有与进料乙醇蒸气相混合的急冷苯进入,使反应温度在适当范围内。反应器出料依次通过苯换热器Ｅ－21０3Ａ/B管程和苯回收塔再沸器E－２2０1管程被冷却后，便进入苯回收塔Ｔ－2201进行精馏分离。T-22０1塔顶馏出苯、水和轻组分尾气,塔底则采出粗乙苯。罐区来的新鲜苯用新鲜苯泵Ｐ—２3０2A/Ｂ加压后通过乙苯/苯换热器冷E-２208与来自乙苯塔回流泵的产品热乙苯换热,进入苯塔回流罐V—2201,补充回流罐的液位。苯塔回流泵将回流罐的一部分苯打入T-2201塔顶。T－220１塔底采出的粗乙苯则送至乙苯回收塔Ｔ-22０2进一步加工。 在T－2201塔顶共沸馏出的水冷凝进入回流罐V-2２01,由于高温下苯与工艺水有乳化现象，将大部分是水的乳化液从回流罐底部导出,与乙醇进入反应器的量按1:1的比例排入工艺水换热器E-2204B管程，将热量交换给进料乙醇，然后进一步进入工艺水冷却器E-22０5壳程，用循环水冷却到４0℃-15℃消除乳化现象，进入油水分离系统，分出的工艺水经汽提脱苯后作为废热回收系统的补充水,苯则回用。 苯塔回流罐V-2２01导出的气相进入苯塔尾冷器,将水蒸汽与苯进一步冷凝下来，凝液自流到V-2201底部乳化液导出管,不凝气则通过苯塔的压力控制排放到反烃化加热炉Ｆ-２10２进口,进一步利用回收其中的乙烯与苯。 在乙苯塔T-2202中,塔顶气在乙苯塔冷凝器Ｅ—２２07管程被软水冷凝，进入乙苯塔回流罐Ｖ—2202。一部分作为回流液打回T—2202,另一部分热乙苯通过乙苯/苯换热器E—2２０8将热量传给来自罐区的新鲜苯，作为本单元的精制乙苯产品而输往苯乙烯单元或罐区，Ｅ—22０2中的软水则被蒸发成低压蒸汽送苯乙烯工段综合利用。 T－2202塔底采出物送入多乙苯(PEＢ)回收塔T-220３实现精馏分离。可循环组分二乙苯由T-22０３塔顶馏出,通入PＥB回收塔冷凝器E-2２11管程，同壳程的水换热而被冷却冷凝。冷凝液在ＰEB 回流罐V－22０3中实现汽／液分离。二乙苯被泵送到Ｆ—21０2导入反烃化反应系统进行烷基转移反应以增产乙苯。由V-２203析出的不凝气则被ＰＥＢ塔真空泵P—2２06Ａ／B抽吸,从而使二乙苯回收塔T－2203实现真空操作。T－2２03塔底产物多乙苯残油送至界外。 由二乙苯回流泵P-2205A/B排出的二乙苯与来自E—2208的新鲜苯汇合,一同进入反烃化加热炉F—２10２对流段预热,先后进入反烃化加热器E—210４A与反烃化换热器E—21０４B，被中压蒸汽完全气化,并回收反烃化出料热量,返回F-2102对流段，被进一步加热到反烃化反应温度,再被导入反烃化反应器Ｒ－２10２。在R-2102中,PＥB同苯发生烷基转移反应,生成乙苯。R－2102的出料先后通过反烃化换热器E—2１04B的管程和反烃化反应器出料蒸汽发生器Ｅ－2105的管程而被冷却冷凝，进
苯乙烯类热塑性弹性体SBS、SEBS胶料的共混 译/谨良长治\ 【原创】热塑性弹性体手册翻译Handbook of Thermoplastic Elastomers翻译 5.2. 6.1 熔体共混 SBCs的配方的共混是在标准的共混设备中进行的。这比较容易，只要设备在加热能达到熔体的状态，至少比聚苯乙烯链段的玻璃化转变温度（95℃）高出40℃，或者是高出添加聚合物熔点20℃，任意一种都可以。各自链段玻璃化转变温度和结晶温度在表5.3所示。 苯乙烯类的TPEs不需要像传统弹性体( 如天然橡胶)冷开炼机上进行素炼，相反这会造成它的降解（本质上降低分子量），这对最终制品的性能是有害的[66]. 未填充或者是少量填充的胶料可以在装有混合螺杆的单螺杆挤出机中进行共混。螺杆的长径L/D比为24：1时，能够达到很好的分散效果。高填充的胶料最好在密炼机中进行共混（如Banbury mixer），共混后喂入挤出机。在多数的共混流程中，树脂和填料最早加入，油类和其他软化剂在稍后加入。如果油类的添加量比较大，应当逐步的加入以防止转子打滑。大多数的排胶温度在128-160℃范围内；如果加入了PP，可能要提高到177℃，或者更高。共混周期随着配方的不同而不同，最典型的是3-6分钟。 在共混过程的最后阶段使用的挤出机往往都装有造粒设备，可以采用抽条式切粒或者是使用水下切粒系统。 5.2. 6.2 干法共混 干法共混用于以机械混炼为基础或者是含有添加剂的粉状弹性体在流动温度以下时进行共混[69]。在大多数的配方中，添加油类易粘接包覆在填料上，使其与其他助剂均匀分布到聚合物粒子中，形成均匀的自由流动的混合物。这种共混物可以直接喂入具有加工粉状料能力的设备。强力混合机（如Henschel 牌）或者是条状的共混设备都可以用作干法共混。 5.2. 6.3 溶液共混 这种方法对于制备溶剂型的添加剂、密封胶以及涂料是非常有用的。聚合物要求能够在溶解在多种常见且便宜的溶剂中，相对迅速的溶解，并且溶剂很容易除去。由于两相的存在，所选的溶剂必须同时考虑硬聚苯乙烯链段和弹性体链段，并且两段都能确实溶解。聚苯乙烯相的溶解会暂时破坏网络结构，而当溶剂挥发过后，网络结构重新形成，聚合物或者是共混物的强度又会恢复。只是不同溶剂得到的聚合物形态可能会不相同[70]。 苯乙烯嵌二烯类( 聚丁二烯，聚异戊二烯)为中心嵌段共聚物的良溶剂有：环己烷、甲苯、甲基乙基酮、乙醚以及苯。混合溶剂也是很实用的如石脑油-甲苯、己烷-甲苯以及己烷-甲苯-酮等[71]。 还有一些加工方法是基于嵌段共聚物能够吸收大量的矿物油而仍然表现出有用的性能。与油类和液体共混物共混后的基体树脂可以用于模压成型、注塑成型、浇注成型、旋转模塑等。经过加热熔融，混合物通常形成了柔软的，固体状制品[71]。
苯乙烯试验报告 1.过程合成与分析 苯乙烯（Phenylthylene/SM），是非常重要的化工原料。我国苯乙烯主要用于生产聚苯乙烯、ABS树脂、SAN树脂、不饱和聚酯树脂、丁苯橡胶、丁苯胶乳以及苯乙烯系热塑性弹性体等。近几年国内苯乙烯产能不断扩大，目前已经超过400万吨/年。 苯乙烯系列树脂的产量在世界五大合成材料的产量中仅次于聚乙烯和聚氯乙烯而名列第三位。苯乙烯主要用于生产苯乙烯系列树脂及丁苯橡胶，也是生产离子交换树脂及医药品的原料之一，此外，苯乙烯还可用于制药、染料、农药以及选矿等行业。苯乙烯系列树脂的产量在世界合成树脂中居第三位，仅次于PE、PVC。苯乙烯的均聚物――聚苯乙烯(PS)是五大通用热塑性合成树脂之一，广泛用于注塑制品、挤出制品及泡沫制品3大领域。近年来需求发展增长旺盛。苯乙烯、丁二烯和丙烯腈共聚而成的ABS树脂是用量最大的大宗热塑性工程塑料，是苯乙烯系列树脂中发展与变化最大的品种，在电子电器、仪器仪表、汽车制造、家电、玩具、建材工业等领域得到了广泛应用。中国已经成为世界ABS最大的产地和消费市场之一。 已知工业化的苯乙烯的生产主要采用两种方法： （一）乙苯脱氢法 乙苯脱氢法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法，其生产能力约占世界苯乙烯总生产能力的90%。它又包括乙苯催化脱氢和乙苯氧化脱氢两种生产工艺。 1、乙苯催化脱氢工艺 乙苯催化脱氢是工业上生产苯乙烯的传统工艺，由美国Dow化学公司首次开发成功。目前典型的生产工艺主要有Fina/Badger工艺、ABB鲁姆斯/UOP工艺以及BASF 工艺等。 （1）ABB鲁姆斯/UOP工艺。用超加热器将蒸汽过热至800℃，与原料乙苯一起进入绝热反应器。反应温度550-650℃，常压或负压，蒸汽/乙苯质量比为1.0-1.5。通过脱氢反应器所生成的脱氢产物经冷凝器冷凝后进入乙苯/苯乙烯分离塔，塔底分出苯乙烯，塔顶馏出未反应的乙苯。将乙苯中的苯和甲苯分出后返回脱氢反应器重复利用。 （2）Fina/Badger工艺。Fina/Badger工艺通常与美孚/ Badger乙苯工艺联合签发许可。该工艺采用绝热脱氢，高温蒸汽提供脱氢需要的热量并降低进料中乙苯的分压和抑制结焦。蒸汽过热至800-950℃，与预热器内的乙苯混合后再通过催化剂，反应温度为560-650℃，压力为负压，蒸汽/乙苯质量比为1.5-2.2。反应器材质为铬镍，反应产物在冷凝器中冷凝。Fina/ Badger与 ABB Lummus公司一起几乎垄断了世界苯乙烯生产专利市场。 （3）BASF工艺。BASF工艺的特点是用烟道气直接加热的方式提供反应热，这是与绝热反应的最大不同点。脱氢过程中反应产物与原料气系统进行热交换，列管间加折流挡板，使加热气体径向流动，烟道气进口温度为750℃，出口温度为630℃，可用来预热进料的气体，使乙苯的进料温度达到585℃，直接与管内脱氢催化剂接触反应。出口气体经急冷、换热，再经空气冷却，分离脱氢尾气（H2、CH4、CO2等）、水和油，上层脱氢料液送精馏工序制得苯乙烯。 乙苯催化脱氢法的技术关键是寻找高活性和高选择性的催化剂。一开始采用的是锌系、镁系催化剂，以后逐渐被综合性能更好的铁系催化剂所替代。目前，国外苯乙烯催化剂主要有南方化学集团公司开发的Styromax-1、Styromax-2、Styromax-4以及Styromax-5型催化剂；美国标准催化剂公司推出的C-025HA、C-035、C-045型催化剂；德国BASF公司开发的S6-20、S6-20S、S6-28、S6-30催化剂；Dow化学公司开发出的D-0239E型绝热型催化剂等。我国开发成功的催化剂主要有兰州石油化工公司研究院的315、335、345、355系列催化剂；厦门
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