熱塑性彈性體的主要種類中,苯乙烯類熱塑性彈性體(或苯乙烯嵌段共聚物)是應用最廣泛的一種,因為它們能與許多材料混合,如填料、增量劑、改性劑和其它樹脂等。
這種混合可根據特殊應用的要求,嚴格控制地改變材料的多種性能象粘性、剛性、軟化溫度和內聚粘結強度。因此苯乙烯類TPES有著極為廣泛的應用范圍。相反,苯乙烯嵌段共聚物卻很少以單純的形式應用。
化學與性質
正如所有的TPES一樣,苯乙烯類TPES在室溫下,它是以在單一高聚物的鏈內或由組成材料而形成的相互貫穿的基體內存在軟硬鏈段(或相)為特征的。
例如,在苯乙烯/丁二烯/苯乙烯TPES鏈中,軟相就是橡膠態的丁二烯中心鏈段,硬相是結晶態的苯乙烯兩端鏈段。在常溫下,硬相可以抑制軟的彈性材料流動。
在較高溫度下,這些結構將成為流體并在壓力條件下流動。冷卻時便相再一次形成包含彈性體的基體。
苯乙烯嵌段共聚物的分子是線型的或是支化的。迄今絕大多數苯乙烯類TPE共混物都是以線型分子為基礎的,也可稱為線型三嵌段共聚物。
這包括苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物;苯乙烯/異戊二烯/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。
作為一個類型,苯乙烯類TPES顯示出有與硫化橡膠相比擬的強度和伸長率(見表回)。它們其它的特性有:硬度28—95邵氏A(較多的品級適用邵氏A60以下);抗張強度 2.1-34 SMPa;伸長率250~1300%;使用溫度一110~220°F;密度0.9一1.1,還有較好的電絕緣性能(一些品級已列入UL標準),對水解的穩定性,耐酸堿。清潔無毒的品級可用于美國食品及藥物管理局規定的用途。
一般說來,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較好的耐環境因素特性如熱、紫外線、臭氧和溶劑等。
但它們與苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物相比要更貴些。苯乙烯類TPES還具有短期耐油、耐表面活性劑和有機溶劑的性能。
一些硅氧烷改性苯乙烯共聚物的應用日益擴大并引起注意,已把它們作為一個分類來考慮。這種共聚物可常用來代替低硬度橡膠(邵氏A50以下),還能改善加工,得到更平滑的表面,對各種小的或復雜制品脫模性好。目前硅氧烷改性產品有 Concept Polymer公司 C-Flex。
加工方法
苯乙烯類TPES有碎屑、粉料、粒狀三種型式,可在常用的擠塑、吹塑、注塑等設備上進行加工。由于它們不需要硫化,所以在設備上的初期投資是相當低的。