热塑性弹性体

SBS热塑性弹性体(Thermoplastic SBS e1astomer)

热塑性弹性体(themloplastic．elastomer，简称TPE)是指在高温下能塑化成型，在常温下又能显示橡胶弹性的一类材料，它兼具热塑性塑料的加工成型的特征和硫化橡胶的弹性。丁苯热塑性弹性体是采用丁二烯与苯乙烯共聚得到的苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段聚合物，简称SBS。丁苯热塑性弹性体首先由美国Phillips公司于1963年研制成功。商品名为Solprene，1965年美国Shell公司采用阴离子三步法生产出了同类产品，而后日本旭化成公司、英国、德国等国也相继投入工业化生产。我国目前也在巴陵石化公司和燕山石化公司建成万吨级SBS生产装置。SBS主要用于制造鞋底和粘合剂等产品。

SBS的结构与性能

(一) SBS的结构与性能概述

通过红外光谱、电子显微镜等多种分析手段，证明SBS是三嵌段共聚物，具有两个玻璃化转变温度。SBS分子结构中的中央段是聚丁二烯(橡胶相)，为连续相，两端是聚苯乙烯(塑料相)为分散相，即苯乙烯(S)—丁二烯(B)—苯乙烯(S)三嵌段结构。

常温下，SBS具有互不相容的两相结构，分散相聚苯乙烯互相聚集在一起(又称微区)，此时PS微区起物理交联作用和对橡胶相PB段补强作用。聚苯乙烯段在常温下呈玻璃状，非常坚硬，并使提供弹性的聚丁二烯段末端固定，构成物理交联网状结构，结果SBS在常温下呈现弹性体特征。当升温至PS的玻璃化温度Tg以上时，PS形成的微区熔融，物理交联点解除，从而出现塑性流动，因此可以用注塑、挤出等热塑性塑料的成型方法成型。当冷却至PS的Tg以下时，上述PS微区结构再次建立，恢复网状结构，使得SBS具有热塑性弹性体的特征。SBS的结构式，根据合成方法不同，SBS有线型结构和星型结构，线型SBS的结构式为

SBS结构中。两个玻璃化温度为70—80℃，—100℃，分别为对应于聚苯乙烯段、聚丁二烯段的玻璃化温度，嵌段共聚物中苯乙烯含量对其力学性能影响较大，苯乙烯含量增加，SBS的拉伸强度和定伸应力随之增加，但伸长率大幅度下降。SBS的分子量对性能有很大影响，分子量大，溶液粘度大，粘接强度高。SBS产品中的单体组成比很重要，随着苯乙烯与丁二烯之比S／B增大，聚合物溶液粘度变小，拉伸强度和硬度增加。SBS为两相结构，故有两个玻璃化温

热塑性弹性体TPR

热塑性弹性体TPR，TPE（Thermoplastic Elastomer） 是一种具有橡胶的高弹性，高强度，高回弹性，又具有可注塑加工的特征，具有环保无毒安全，硬度范围广，有优良的着色性，触感柔软，耐候性，抗疲劳性和耐温性，加工性能优越，无须硫化，可以循环使用降低成本，既可以二次注塑成型，与PP、PE、PC、PS、ABS等基体材料包覆粘合，也可以单独成型。

热塑性弹性体既具有热塑性塑料的加工性能，又具有硫化橡胶的物理性能，可谓是塑料和橡胶优点的优势组合。热塑性弹性体正在大肆占领原本只属于硫化橡胶的领地。近十余年来，电子电器、通讯与汽车行业的快速发展带动了热塑性弹性体市的高速发展。

热塑性弹性体（TPE）具有硫化橡胶的物理机械性能和热塑性塑料的工艺加工性能。由于不需经过热硫化，使用通用的塑料加工设备即可完成产品生产。这一特点使橡胶工业生产流程缩短了1/4，节约能耗25%~40%，提高效率10倍~20倍，堪称橡胶工业又一次材料和工艺技术革命。

今年来随着国内同国际日益交往的频繁，国内一些TPE\TPR的生产厂家也开始向着无卤阻燃这方面发展，这对于中国乃至世界都起着较为深远的影响。

TPR，TPE的优点

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。

热塑性弹性体（TPE）

一、热塑性弹性体的基本概念

热塑性弹性体是在高温下能塑化成型，而在常温下能显示硫化橡胶弹性的一类新型材料。这类材料兼有热塑性塑料的加工成型性和硫化橡胶的高弹性性能。

热塑性弹性体有类似于硫化橡胶的物理机械性能，如较高的弹性、类似于硫化橡胶的强力、形变特性等。在性能满足使用要求的条件下，热塑性弹性体可以代替一般硫化橡胶，制成各种具有实用价值的的弹性体制品。另一方面，由于热塑性弹性体具有类似于热塑性塑料的加工特性，因而不需要使用传统的橡胶硫化加工的硫化设备，可以直接采用塑料加工工艺，如注射、挤出、吹塑等。从而设备投资少、工艺操作简单、成型速度快、周期短、生产效高。此外，由于热塑性弹性体的弹性和塑性两种物理状态之间的相互转变取决于温度变化，而且是可逆的，因而在加工生产中的边角料、废次品以及用过的废旧制品等，可以方便地重新加以利用。热塑性弹性体优异的橡胶弹性和良好的热塑性相结合，使其得到了迅速发展。它的兴起，使塑料与橡胶的界限变得更加模糊。

目前，热塑性弹性体的种类日趋增多，根据其化学组成，常用的有四大类。

1、 热塑性聚氨酯弹性体（TPU）。按其合成所用的聚合物二醇又可分为聚醚型和聚酯型。

2、 苯乙烯嵌段类热塑性弹性（TPS）。典型品种为热塑性SBS弹性体（苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段共聚物）和热塑性 SIS弹性体（苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯三嵌段共聚物）。此外，还有苯乙烯一丁二烯的星形嵌段共聚物。

3、 热塑性聚酯弹性体（TPEE）。该类弹性体通常是由二元羧酸及其衍生物（如对苯二甲酸二甲酯）、聚醚二醇（分子量600～6000）及低分子二醇的混合物通过熔融酯交换反应而得到的均聚无规嵌段共聚物。

4、 热塑性聚烯烃弹性体（TPO）。该类弹性体通常是通过共混法来制备。如应用EP（D）M（即具有部分结晶性质的EPM或EPDM）与热塑性树脂（聚乙烯、聚丙烯等）共混，或在共混的同时采用动态硫化法使橡胶部分得到交联甚至在橡胶链上接枝聚乙烯或聚丙烯。此外还有丁基橡胶接枝聚乙烯而得到的热塑性聚烯烃弹性体。

热塑性弹性体（Thermoplastic elastomer，TPE）

热塑性弹性体（Thermoplastic elastomer，TPE）是物理性能介于橡胶和塑料之间的一类高分子材料，它既具有

橡胶的弹性，又具有塑料的易加工性。这些特性早在1926年Waldo Semon研究PVC时就发现了。随着共混技术以及嵌

段、接枝等共聚技术的进展，世界各地的研究者和公司又相继开发成功了多类具有这种特性的高分子材料，如热塑性聚氨酯

（TPU）、苯乙烯类TPE（SBC）、热塑性动态硫化胶（TPV）、聚酯型TPE（TPEE）、聚酰胺型TPE（TPAE）、离聚体

型TPE等等。

各类TPE几乎都有一个共同的特点，那就是在分子的凝聚态结构中都存在微观相分离和热可逆的约束形式。分离的

两相称作弹性相和硬相，弹性相提供类似橡胶的弹性和柔软性，而硬相既提供刚性和强度，又提供热可逆的约束形式，这些

约束形式在非动态硫化胶类TPE中还起到物理交联点的作用，使弹性相象硫化橡胶一样具有优良的弹性和强度。至今人们在

进行TPE的分子设计时所依赖的热可逆约束形式主要有三种，包括结晶相、冻结相和离子簇。氢键也是热可逆的约束形式，

但一般仅在上述三种形式中起辅助作用。

从各种商品化TPE的对比情况看来，它们在结构、特性与合成方法上都有许多差异（见表1-1）。其中TPU、TPV、TPEE、TPAE相对于SBC、TPO、CPE来讲，综合性能更优异，可以认为是TPE中档次较高的品种。

TPE的应用领域涉及汽车、电子、电气、建筑、工程及日常生活用品等多方面，其使用的最终形态包括各种护套、管材、

电线电缆、垫片、零配件、鞋件、密封条、输送带、涂料、油漆、粘合剂、热熔胶、纤维等。可以说，TPE工业发展到现在，

已经具有相当成熟的水平，其商业地位也日显重要了。

热塑性弹性体

热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer-TPE)亦称热塑性橡胶(Thermoplastic Rubber-TPR 或