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        新型熱塑性彈性體研究進展
        2016/1/21

        近年來,隨著高分子結構設計理論的發展和應用( 即通過對材料的分子化學結構與物性相互關系的系統研究,可根據應用要求合成出具有特定化學結構的物質材料) ,以及對動態硫化理論及技術的深入研究和開發,許多新型的熱塑性彈性體材料品種不斷問世[3] ,并形成了初步的產業化規模。

         

        1.聚酰胺類熱塑性彈性體

        聚酰胺類熱塑性彈性體( TPAE) 是指由高熔點結晶性聚酰胺硬鏈段和非結晶性的聚醚或聚酯軟鏈段組成的一類嵌段共聚物。TPAE 結構中的硬鏈段通常選用聚己內酰胺、聚酰胺 66、聚十二內酰胺、芳香族聚酰胺等,軟鏈段通常為聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、雙端羥基脂肪族聚醣等。由于軟、硬鏈段可選用的材料范圍廣,聚合度和軟、硬鏈段的共混比可調節,因而可根據不同的用途設計和制備性能不同的 TPAE 產品。制備的聚酰胺硬鏈段類型決定了 TPAE 的熔點、耐化學品性和相對密度; 聚醚或聚酯軟鏈段類型決定 TPAE 的低溫特性吸濕性、抗靜電性及對某些化學品的穩定性; 并且,軟、硬鏈段的用量比對 TPAE 的彈性、硬度和耐化學品性有決定性影響。因此,控制線型分子鏈中軟、硬鏈段的共混比是生產 TPAE 的關鍵技術。聚酰胺類熱塑性彈性體具有較好的力學性能和彈性,并且耐磨性和曲撓性優良,是一類適宜于在高溫下使用的熱塑性彈性體。

         

        2.熱可逆共價交聯熱塑性彈性體

        熱可逆共價交聯熱塑性彈性體是利用狄爾斯 - 阿德爾( Diels-Alder) 反應,以環戊二烯( CPD)為交聯劑,利用 CPD 與雙環戊二烯的熱可逆轉化特性,將含 CPD 或 DCPD 的衍生物引作含活性基團線性聚合物分子的交聯鍵,使之轉化為含-C -C - 共價交聯的熱可逆共價交聯熱塑性彈性體。 在合成CPD,DCPD衍生物時,由于所用原料、中間體和產物中含有CPD,DCPD 共軛雙烯環,有的還含有 C = C 不飽和鍵,使得原料與原料、原料與中間體( 或產物) 、產物與產物之間極易發生 Diels-Alder 反應,致使產物分離困難,收率較低( 20% ~50% ) ,且結構復雜。此外,還要求聚合物大分子主鏈中不能存在雙鍵結構,否則將會因主鏈雙鍵與CPD發生Diels-Alder反應形成不可逆交聯結構,導致隨著加工次數的增加,熱可逆交聯行為逐漸下降。因此,最具有市場應用前景的方法是合成出 DCPD( 或 CPD) 衍生物交聯劑,然后對含氯聚合物、含羧基聚合物及含側羥基聚合物進行熱可逆交聯。

         

        3.茂金屬催化聚烯烴類熱塑性彈性體

        茂金屬催化聚烯烴類TPE最早由美國 Dow 化學公司采用 Insite 技術開發而成,并于 1994 年推向市場,是近幾年發展較快的 TPE 品種。茂金屬催化劑具有催化活性高、單活性中心的特點,其催化制備的聚合物具有相對分子質量分布窄、聚合物結構可控等優點,已成為繼Ziegler-Natta 催化劑之后的新一代烯烴聚合催化劑。

         

        4.甲殼型液晶熱塑性彈性體

        近年來,兼具高彈性和液晶性的熱塑性液晶彈性體日益成為熱塑性彈性體領域的又一研究熱點。熱塑性液晶彈性體通常是指具有液晶性的三嵌段或多嵌段聚合物,目前最具有市場應用前景的熱塑性液晶彈性體主要是甲殼型液晶熱塑性彈性體。

         

        5.生物基熱塑性彈性體

        傳統的高分子材料主要是以石化資源為原料合成得到的,隨著石油等不可再生資源的持續消耗,高分子材料的發展面臨巨大的挑戰。為了減少對石油等不可再生資源的依賴,實現高分子材料行業的可持續發展,生物基高分子材料越來越受到人們的關注。生物基熱塑性彈性體是采用生物質單體制備的一類熱塑性彈性體材料,由于其單體來源于自然生物,因此其資源具有很好的可持續性。

         

        6.新型熱塑性硫化橡膠TPV

        隨著動態硫化技術的發展,在通用型熱塑性彈性體( EPDM/PP TPV) 的基礎上,功能型 TPV 材料( 如輪胎用TPV、醫用TPV 等) 的開發制備也成為該領域的研究熱點。

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