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  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种类型的产品,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

  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。

  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,

  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

  SBS有较高的生胶强度和弹性,永久变形比塑料小得多,但比硫化橡胶稍大。温度升高,

  SBS由于其橡胶段聚丁二烯结构中含有不饱和双键,使得其对氧、臭氧、紫外光等耐

  老化性能不佳。SBS耐老化性能与丁苯橡胶相似。SBS通过加氢饱和的方法来改善胶料的

  SBS具有优良的绝缘性能,但耐溶剂性能不佳。SBS与水、弱酸、碱等不溶,但正己

  SBS无需硫化即具有普通硫化橡胶的强伸性能,下表为SBS与硫化天然橡胶(NR)、

  硫化丁苯橡胶(SBR)以及某些类似弹性体如增塑聚***乙烯(SPVC)、乙烯—醋酸乙烯共聚

  上表中SBS的各项性能指数(除MI以外)都与NR和SBR相似,而和EVA、SPVC、LDPE

  等则差别较大。特别明显的是断裂伸长率与永久变形的比值,SBS和NR、SBR在一个数量

  级,而EVA、SPVC、LDPE则在另一个数量范围。橡胶和SBS弹性好、伸长大、变形小,

  SBS弹性性能的显著标志之一是:它和NR、SBR有着相似的拉伸应力—应变曲线,即

  较小的应力能产生较大的形变,且第一次和第二次基本相似,而EVA、PVC等塑料则相距

  甚远。标志之二是它的落球回弹高度或者Yerzley回弹也更接近于橡胶而区别于塑料,如表

  测试根据结果得出,SBS的摩擦系数高,和普通硫化橡胶属于同一级别;而一般热塑性塑料

  摩擦系数低,仅为SBS的50%左右。这一特性对制鞋工业很有实际意义,摩擦系数大,对

  摩擦系数大小还和材料硬度及表面光洁度有关。材料越硬,越光滑,摩擦系数越小。

  PVC对温度敏感,温度越低,其硬度越大,越容易打滑,穿着行走越不安全。SBS对温度

  SBS良好的低温柔软性是其显著特点。图5—9—3是SBS和几种常见高聚物在不同温

  度下的弹性模量。在低温下,几乎所有聚合物的弹性模量都急剧升高,材料变硬。但达到同

  一僵硬程度各个材料所需温度环境不一样。EVA在15℃,SPVC在0℃,SBR在一30℃,

  NR在一40℃,而SBS则在一60一一70℃,可见SBS低温性能的优越,是目前各类鞋底

  表5—9—3列出了几种不一样的规格的SBS和***化聚乙烯(CPE)、HDPE(HDPE)等

  的气体渗透性比较。很明显,SBS远高于它们。SBS的这个性能为它应用于水果蔬菜包

  SBS能溶解在很多有机溶剂中,具有广泛的溶解性。通常,一个物质在某种溶剂中的

  溶解性是用这两种物质的溶解度参数(多)是否接近来衡量。SBS有两个具有不一样溶解度参数

  的链段——聚苯乙烯链段(δ=)和聚丁二烯链段(δ=)。因此,从理论上说,只有同

  是SBS的良溶剂,原因是已经溶解的嵌段能把不易溶的嵌段带入溶剂中,起到“助溶剂”

  此外,既能溶解聚苯乙烯段又能溶解聚丁二烯段的各种溶剂的混合物自然也是SBS的

  良溶剂;而某些单独使用时都不能使SBS溶解的溶剂,如按某一特定的比例混合也能使共

  聚物很好地溶解。例如单独使用醋酸乙酯或汽油都不能使SBS很好地溶解,而两者以3:7

  或4:6的比例却能配出能使SBS溶解的稳定透明的溶液。SBS良好的溶解性能为它在粘合

  SBS由于分子量较低,因此熔融粘度也较小。但必须指出,如果仅仅是加热,即使到

  220℃以上,共聚物分解,也不会呈现流动性。这是由于不相容的两相之间,没有机械外力

  的作用是不可能互相流动掺混的;而一旦有了外力,被加热的SBS首先是物理交联网点解

  体,继而在外力作用下产生流动。熔融物的粘度随温度、剪切应力、剪切速率而变化。

  不同的剪切速率下,SBS熔体粘度与温度关系如图5—9—4所示。温度接近聚苯乙烯玻

  璃化转变温度时,熔融粘度迅速变化,特别在低剪切速率时尤为明显。图中是分子量较低的

  Kratonll02的变化曲线。如是分子量较高的Kratonll01,则曲线的变化范围右移。材料的这

  熔体粘度与剪切速率的关系见图5—9—6。在这里,热塑性橡胶的非牛顿流体行为特别

  突出,随着剪切速率的增加,粘度急速地下降。材料的这一性能说明,在加工SBS时外力

  必须指出。上述温度、剪切应力、剪切速率SBS熔体流动性能(即粘度大小)的影响只是

  外在因素。实际上,当外在因素相同时,聚合物的熔融流动性还和本身结构紧密关联,例如

  共聚物链段中苯乙烯和丁二烯的比例、分子结构、分子量等等。苯乙烯含量越高,熔融流动

  性越好;在分子量相当的条件下;星型共聚物比线型物粘度低;分子量越高,粘度越大,线

  由于SBS在绝大多数情况下是以混合物的形式使用,因此它的熔融流动性也受各种添

  SBS也相大多数高聚物一样,具有普遍的化学惰性。例如,对酸、碱、油等比较脂稳定。

  但是,另一方面。由于SBS分子结构中聚丁二烯嵌段双键的存在,又使它具有一定的化学

  活性。人们利用这一点来进行改性、接枝、交联、硫化,使之适合于不同目的的用途。但也

  SBS对大多数液体(包括强酸、强碱)有良好的稳定性,然而强氧化溶液也使其物理机械

  性能降低。Shell公司的试验根据结果得出,普通低浓度酸(10%以下)作用的结果SBS基本稳定;

  而对***则浸泡两星期后强度损失90%以上。虽然SBS和许多油有脂很好的亲和力,然而

  和普通烯烃化合物一样,SBS分子结构中的聚丁二烯不饱和双键也可用经典的方法进行

  加氢。例如在镍—硅藻土催化剂作用下,以***环己烷或氢化萘为溶剂,于温度为200—

  氢化产品具有比较强的抗氧和抗臭氧能力,耐热性好,可提高使用的温度范围,增加耐

  可提高使用的温度范围,增加耐SBS或氢化SBS因是纯碳氢化合物,所以很容易燃烧。

  加上它无极性,因此不易粘合。为增加聚合物的极性和改进其耐燃烧性能,常常用卤素或

  卤化氢对聚丁二烯链段进行加成反应。如用***气与SBS反应,产物中间段为聚***乙烯相聚

  偏***乙烯的混合物。如用***化氢对SBS加成,则橡胶段变为乙烯和***乙烯的无规共聚物。

  在某些情况下。为便于反应的进行,常用次***酸与SBS反应,生成中间段为含

  为了某些特殊用途的需要,可利用SBS中间嵌段双键的活性,接上各种不同的侧

  链和基团。例如,为了制作一种热固性粘合剂,可将SBS溶于苯乙烯单体中,再以催化剂

  引发,接枝、聚合乃至于交联。控制引发剂的用量和单体浓度,可得到不同接枝度的物质。

  同样,也可将***丙烯酸酯接到聚丁二烯嵌段上去。此时只需将SBS溶于苯或甲苯中,加

  入***丙烯酸酯单体和催化剂过氧化苯甲酰(PBO),在60一80℃下反应数小时,即得到中

  间嵌段带有***丙烯酸酯侧链的SBS。此物可用于粘接增塑聚***乙烯塑料。

  SBS的不饱和双键在热、氧、臭氧、紫外线等的作用下,或产生交联,或出现断

  链,从而使材料变或硬龟裂,失去使用价值。尽管这样的一个问题也是一般高聚物的通病,但SBS

  表现尤为突出。不加抗氧剂的纯SBS料放置短时间即变色、变,硬最后酥碎。而在应力作

  用下的SBS胶片,即使加了抗氧剂而无光稳定剂与之配合,也会很快变红、变、硬龟裂。

  SBS的品种牌号有中国的SBSl201、SBSl301、SBSl401、SBS4303;美

  国的Kratonll01,So1prene411、414,Carif1exTR,E1eXar:日本的So1prene

  T,JSRTR,Tufprene,电花STR、Asaprene;德国的Carif1ex;比利时的

  So1prene,Finaprene;西班牙的So1prene;意大利的EuropreneSOLT;墨

  醛型胶粘剂;生产SBS接枝型胶粘剂,或与***丁橡胶配合生产CR—SBS