TPE具有密度低、可重复利用、制品硬度范围广等优点,已成为取代部分橡胶、塑料的环保节能型材料,在发展循环经济中显示了重要的作用。目前,TPE用量占橡胶总消耗量的10%,应用范围横跨橡胶与塑料两大领域,用途涉及除轮胎外的从传统产品到**产品的各个方面,几乎涵盖了现在合成橡胶与合成树脂的所有领域,TPE虽然日益得以广泛应用,但同时也存在着诸多问题。例如,TPE出现的共同问题是弹性、压缩变形、抗蠕变性能和耐热性不如同类化学交联型橡胶好,并且价格较高,熔融加工性也有待提高。为提高TPE的性能,拓宽其应用领域,对其进行多重改性一直伴随着TPE工业的发展,是TPE研究与应用领域中活跃的课题之一,研究内容十分广泛。根据不同的分类方法,TPE有不同的类型。按生产方法TPE大致可分为两大类,一类是化学合成型热塑性弹性体TPE,主要是由不同化学组分的嵌段组成,其大分子链通常具有ABA或(AB)结构,是纯的共聚物;另一类是共混型热塑性弹性体TPE,通常由弹性体和塑料通过机械共混方法制备,又分为简单共混型和动态硫化型,是共混型聚合物。
各种类型的嵌段共聚物型TPE的合成方法尽管不同,具体的结构与性能也可能各异,然而它们之间有着重要的共同点,即都是嵌段型的共聚物,且大部分为微相分离体系,这使其具有某些共同的力学状态与物理性能。这类体系通常由小部分的硬链段(Tg或瓦**室温)和大部分软链段(Tg低于室温)组成。软硬两种嵌段各有各的用处,在这些体系中,硬链段聚集成小的形态结构微区,其作用如同物理交联和填料,软链段则是具有较大自由旋转能力的高弹性链段,提供类似橡胶的弹性和柔软性。之所以能够如此,是因为体系出现了不寻常的两相形态结构,两相形态源自于微观相分离,使得硬链段在软段所形成的弹性相中聚集,从而产生了分散的小硬相微区(10~30nm),这些微区形成链间有力的缔合,链段间作用力可以是范德华力、氢键或离子键,使之形成具有热可逆约束形式的物理交联。这种物理交联与硫化弹性体中的化学交联有同样的功能。因而TPE可获得类似于化学交联弹性体的高强度、高弹性回复性能。现有TPE的硬度可低于现有邵尔A 硬度计可测范围,可达硬度为邵A尔00级别。这些类似凝胶的TPE 具有*特的柔软性。较软的TPE在提供柔软性的同时赋予材料高回复性和弹性。
TPE应用时强度以及耐磨性的大小也很重要,硬质TPE通常有较好的拉伸、撕裂强度和耐磨性;通过改变嵌段组分制备新型TPE,其使用温度范围更宽,热稳定性更高;而且两嵌段的高度不相容性,可以使其具有理想的平台模量,嵌段共聚物TPE在光学透明度上比均聚物共混物要好得多,由于软硬段间化学键的影响,限制了其相分离的程度,所以TPE仅能产生微观的相分离而形成很小的微区结构,这种微区尺寸远小于可见光的波长。因此,嵌段型TPE容易产生较好的透明性,即使TPE各嵌段的浙射率相差很大也有可能透明。在加工性能上,由于两相嵌段共聚物TPE在熔融时仍然部分地保留了两相形态,因而具有高熔体黏度和弹性,故TPE 常常需要用较高的加工温度和较高的压力才能加工。
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