熱塑性彈性體顧名思義,集合了橡膠和塑料的主要優(yōu)點:在常溫下保持彈性,,呈硫化橡膠的物理性質(zhì),,高溫下融化流動,表現(xiàn)出熱塑性塑料的加工性能,。由於其獨特的物理和加工性能,,熱塑性彈性體用於增韌增強脆性塑料,有著其他橡膠材料不可比擬的優(yōu)勢,。
目前常用的熱塑性彈性體主要分為四大類,,分別是:聚烯烴類(TPO和TPV)、聚酯類(TPEE),、聚氨酯類(TPU)和苯乙烯類熱塑性彈性體(TPS),,在單獨使用之外,,主要應(yīng)用於增韌聚丙烯、聚甲醛,、尼龍等高強,、低溫脆性樹脂。下面我們介紹比較常見的一些熱塑性彈性體增韌改性體系,。
POE/PP體系
聚丙烯(PP)具有來源豐富,、質(zhì)輕高強、耐熱性好,、剛性和硬度大,、加工容易,無毒無味,、光澤好等優(yōu)點,,同時也存在脆性,收縮率大,,沖擊強度低,,不耐低溫等缺點,極大限制了其應(yīng)用,。
聚烯烴彈性體POE是一種飽和的乙烯-辛烯共聚物,,與聚丙烯有良好的相容性,加工溫度低,,分散性好,,在基體內(nèi)易得到較小的分散相粒徑和較窄的粒徑分布,因而對聚丙烯的增韌效果明顯,。作為PP常用的增韌劑,,POE加工流動性好,加工成型周期短,,生產(chǎn)成本低,,而且低溫韌性效果明顯,優(yōu)於其他增韌劑,,如EPDM,、SBS等。
POE增韌PP在汽車行業(yè)有較大的應(yīng)用前景,,可制作保險杠,、車身側(cè)壁包層、擋板,、空氣閥和儀表等,。
TPU/POM
聚甲醛(POM)具有高的比強度和剛度、優(yōu)良的耐腐,、耐磨,、自潤滑和抗蠕變性能,,是一種性能優(yōu)良的工程塑料,廣泛應(yīng)用於高科技的精密機械及儀器,、電子電器制品和各種機械傳動部件的制造。聚甲醛雖然有優(yōu)異的綜合性能,,但缺口沖擊強度較低,,故而需進行增韌改性。存在的問題是POM具有分子鏈結(jié)構(gòu)簡單規(guī)整和球晶尺寸大的特點,,與其它聚合物間的相容性極差且缺口敏感性大,,不易進行增韌改性。
熱塑性聚氨酯彈性體TPU是POM較為有效的抗沖改性劑,。聚甲醛的應(yīng)用場合要求較高,,我們希望POM在獲得韌性的同時,剛性和強度不會大幅下降,。一般情況下,,添加增韌劑過多會降低材料的剛性和強度,太少又不能得到合適的韌性,,所以為了提高增韌劑的增韌效果,,需引入適當?shù)南嗳輨纳芇OM與TPU之間的相容性,,增強TPU與POM兩相之間的粘結(jié)力,,提高增韌效率。這樣就可以降低TPU的添加量,,避免剛度和強度的大幅下降,,如加入熱塑性酚醛樹脂等。
TPS/PA
聚酰胺類工程塑料,,產(chǎn)量大,,具有高強、自潤滑,、耐磨,、耐油、耐腐蝕等特點,,應(yīng)用廣泛,。但由於尼龍含有強極性的酰胺基團且結(jié)晶度高,導致其低溫沖擊強度低,,大大限制其應(yīng)用,。因此,人們希望對其進行增韌改性,,一般采用苯乙烯類熱塑性彈性體(TPS),,如SEBS,,SBS等。聚酰胺與苯乙烯類熱塑性彈性體的相容性,,可以使用增容劑來提高增韌效果,。如有人在SBS增韌劑上接枝二澳甘露醇(DBM)、乙酞乙酸甲酯(MAA)和MA制得的增容劑,,效果很好,。
TPE/PVC
聚氯乙烯(pvc)是一種性價比優(yōu)異的通用型極性聚合物,具有耐燃,、耐化學腐蝕性,,透明,電絕緣,,機械性能優(yōu)良等特點,,在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用,可用於建筑,、汽車,、皮革等行業(yè)。但是,,PVC也是一種脆性材料,,耐沖擊性不好,特別是耐低溫性不好,。即使高分子量PVC在加入DOP等增塑劑後,,會成為可加工的韌性材料,但時間長的話,,增塑劑遷移,,使材料重新變硬變脆,并且污染環(huán)境?,F(xiàn)在國家已經(jīng)限制這種酯類增塑劑的使用,。
熱塑性彈性體共混增韌PVC是研究熱門,可以降低酯類增塑劑的使用量,。熱塑性彈性體增韌PVC主要有CPE,、TPU等。其中最常用的是氯化聚乙烯CPE,,其是聚乙烯經(jīng)氯化後的產(chǎn)物,,元素成分和分子結(jié)構(gòu)與PVC極其相似,故相容性好,。CPE的彈性和相容性與氯含量有很大關(guān)系,,氯含量為25%-40%的CPE具有熱塑性彈性體的性質(zhì),其中氯含量為35%左右的CPE與PVC的相容性較好,可用於PVC的共混改性,。目前國內(nèi)CPE產(chǎn)量較大的廠家是濰坊亞星,,已經(jīng)開發(fā)出一系列的產(chǎn)品,商標為“weipren”,,不同牌號CPE的分子量和氯含量不同,,應(yīng)用改性的PVC型號,或者得到的產(chǎn)品性能也不同,。
TPU與PVC有著一定相容性,,可進行共混改性。其中聚酯型熱塑性TPU比聚醚型TPU與PVC的相容性更好,。
聚氯乙烯/熱塑性彈性體共混體系成型加工方便,能耗低,,可以再生利用,,而且可以顯著提高壓縮永久變形、熱變形,、回彈性,、耐氣候性、耐油,、耐光,、耐磨等性質(zhì),在汽車領(lǐng)域,、電線電纜及電器,、土木建材、管材,、日用品等多個領(lǐng)域有很廣泛的應(yīng)用,。
綜上所述,熱塑性彈性體增韌改性低溫脆性樹脂,,不僅可提高樹脂的低溫韌性和耐沖擊性,,而且不會影響樹脂的加工性能,加工設(shè)備通用性好,,生產(chǎn)時間短,,節(jié)省電力,降低生產(chǎn)成本,,具有廣闊的發(fā)展?jié)摿Α?/p>