1、SBS熱塑性彈性體(Thermoplastic SBS e1astomer)熱塑性彈性體(themloplasticelastomer，簡稱TPE)是指在高溫下能塑化成型，在常溫下又能顯示橡膠彈性的一類材料，它兼具熱塑性塑料的加工成型的特征和硫化橡膠的彈性。丁苯熱塑性彈性體是采用丁二烯與苯乙烯共聚得到的苯乙烯丁二烯苯乙烯三嵌段聚合物，簡稱SBS。丁苯熱塑性彈性體首先由美國Phillips公司于1963年研制成功。商品名為Solprene，1965年美國Shell公司采用陰離子三步法生產出了同類產品，而后日本旭化成公司、英國、德國等國也相繼投入工業化生產。我國目前也在巴陵石化公司和燕山石化公司建

2、成萬噸級SBS生產裝置。SBS主要用于制造鞋底和粘合劑等產品。SBS的結構與性能 (一) SBS的結構與性能概述 通過紅外光譜、電子顯微鏡等多種分析手段，證明SBS是三嵌段共聚物，具有兩個玻璃化轉變溫度。SBS分子結構中的中央段是聚丁二烯(橡膠相)，為連續相，兩端是聚苯乙烯(塑料相)為分散相，即苯乙烯(S)丁二烯(B)苯乙烯(S)三嵌段結構。常溫下，SBS具有互不相容的兩相結構，分散相聚苯乙烯互相聚集在一起(又稱微區)，此時PS微區起物理交聯作用和對橡膠相PB段補強作用。聚苯乙烯段在常溫下呈玻璃狀，非常堅硬，并使提供彈性的聚丁二烯段末端固定，構成物理交聯網狀結構，結果SBS在常溫下呈現彈性體特

3、征。當升溫至PS的玻璃化溫度Tg以上時，PS形成的微區熔融，物理交聯點解除，從而出現塑性流動，因此可以用注塑、擠出等熱塑性塑料的成型方法成型。當冷卻至PS的Tg以下時，上述PS微區結構再次建立，恢復網狀結構，使得SBS具有熱塑性彈性體的特征。SBS的結構式，根據合成方法不同，SBS有線型結構和星型結構，線型SBS的結構式為 SBS結構中。兩個玻璃化溫度為7080，100，分別為對應于聚苯乙烯段、聚丁二烯段的玻璃化溫度，嵌段共聚物中苯乙烯含量對其力學性能影響較大，苯乙烯含量增加，SBS的拉伸強度和定伸應力隨之增加，但伸長率大幅度下降。SBS的分子量對性能有很大影響，分子量大，溶液粘度大，粘接強度

4、高。SBS產品中的單體組成比很重要，隨著苯乙烯與丁二烯之比SB增大，聚合物溶液粘度變小，拉伸強度和硬度增加。SBS為兩相結構，故有兩個玻璃化溫SBS有較高的生膠強度和彈性，永久變形比塑料小得多，但比硫化橡膠稍大。溫度升高，SBS拉伸強度、硬度下降，塑性增加，有利于成型加工。SBS由于其橡膠段聚丁二烯結構中含有不飽和雙鍵，使得其對氧、臭氧、紫外光等耐老化性能不佳。SBS耐老化性能與丁苯橡膠相似。SBS通過加氫飽和的方法來改善膠料的熱穩定性和耐老化性能。SBS具有優良的絕緣性能，但耐溶劑性能不佳。SBS與水、弱酸、堿等不溶，但正己烷、四氯化碳、燃料油、甲苯等溶劑均可溶解SBS。（二）SBS的物理機

5、械性能1、良好的強伸性能 SBS無需硫化即具有普通硫化橡膠的強伸性能，下表為SBS與硫化天然橡膠（NR）、硫化丁苯橡膠（SBR）以及某些類似彈性體如增塑聚氯乙烯（SPVC）、乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）、低密度聚乙烯（LDPE）等的強伸性能比較。 上表中SBS的各項性能指數(除MI以外)都與NR和SBR相似，而和EVA、SPVC、LDPE等則差別較大。特別明顯的是斷裂伸長率與永久變形的比值，SBS和NR、SBR在一個數量級，而EVA、SPVC、LDPE則在另一個數量范圍。橡膠和SBS彈性好、伸長大、變形小，所以比值大；而EVA等塑料彈性差、伸長小、變形大，所以比值小。 2顯著的彈性性能SBS彈

6、性性能的顯著標志之一是：它和NR、SBR有著相似的拉伸應力應變曲線，即較小的應力能產生較大的形變，且第一次和第二次基本相似，而EVA、PVC等塑料則相距甚遠。標志之二是它的落球回彈高度或者Yerzley回彈也更接近于橡膠而區別于塑料，如表592。 3較高的表面摩擦系數 測試結果表明，SBS的摩擦系數高，和普通硫化橡膠屬于同一級別；而一般熱塑性塑料摩擦系數低，僅為SBS的50左右。這一特性對制鞋工業很有實際意義，摩擦系數大，對地面抓著力強，穿著行走安全。 摩擦系數大小還和材料硬度及表面光潔度有關。材料越硬，越光滑，摩擦系數越小。PVC對溫度敏感，溫度越低，其硬度越大，越容易打滑，穿著行走越不安全

7、。SBS對溫度不敏感因而安全舒適。 4優異的低溫性能SBS良好的低溫柔軟性是其顯著特點。圖593是SBS和幾種常見高聚物在不同溫度下的彈性模量。在低溫下，幾乎所有聚合物的彈性模量都急劇升高，材料變硬。但達到同一僵硬程度各個材料所需溫度環境不一樣。EVA在15，SPVC在0，SBR在一30，NR在一40，而SBS則在一60一一70，可見SBS低溫性能的優越，是目前各類鞋底樹料中低溫性能最佳者。 5較高的氣體滲透性表593列出了幾種不同規格的SBS和氯化聚乙烯(CPE)、高密度聚乙烯(HDPE)等的氣體滲透性比較。很明顯，SBS遠遠高于它們。SBS的這個性能為它應用于水果蔬菜包裝提供了條件。 6廣

8、泛的溶解性SBS能溶解在很多有機溶劑中，具有廣泛的溶解性。通常，一個物質在某種溶劑中的溶解性是用這兩種物質的溶解度參數(多)是否接近來衡量。SBS有兩個具有不同溶解度參數的鏈段聚苯乙烯鏈段(9.1)和聚丁二烯鏈段(84)。因此，從理論上說，只有同時對兩者均具有一定溶解性的溶劑才能使聚合物溶解。這就是說，值在8491之間的溶劑能使之溶解。然而，事實上遠不止這些。值小于84，或大于91的許多溶劑都是SBS的良溶劑，原因是已經溶解的嵌段能把不易溶的嵌段帶入溶劑中，起到“助溶劑”的作用。這樣，SBS的可溶解范圍就擴大了，溶解度參數在8o一100這個范圍的溶劑能使之溶解。當然，也有少數例外，例如，溶解度

9、參數分別為91和l00的二乙烯醇和丙酮是它的不良溶劑，而參數值為74的二乙醚和參數值為l0.3的溴苯卻是其良溶劑。 此外，既能溶解聚苯乙烯段又能溶解聚丁二烯段的各種溶劑的混合物自然也是SBS的良溶劑；而某些單獨使用時都不能使SBS溶解的溶劑，如按某一特定的比例混合也能使共聚物很好地溶解。例如單獨使用醋酸乙酯或汽油都不能使SBS很好地溶解，而兩者以3：7或4：6的比例卻能配出能使SBS溶解的穩定透明的溶液。SBS良好的溶解性能為它在粘合劑和涂料制造中的應用提供了前提。 7良好的熔融流動性 SBS由于分子量較低，因此熔融粘度也較小。但必須指出，如果僅僅是加熱，即使到220以上，共聚物分解，也不會呈

10、現流動性。這是由于不相容的兩相之間，沒有機械外力的作用是不可能互相流動摻混的；而一旦有了外力，被加熱的SBS首先是物理交聯網點解體，繼而在外力作用下產生流動。熔融物的粘度隨溫度、剪切應力、剪切速率而變化。 不同的剪切速率下，SBS熔體粘度與溫度關系如圖594所示。溫度接近聚苯乙烯玻璃化轉變溫度時，熔融粘度迅速變化，特別在低剪切速率時尤為明顯。圖中是分子量較低的Kratonll02的變化曲線。如是分子量較高的Kraton ll01，則曲線的變化范圍右移。材料的這一高溫熔融、低溫快速固化的性質為利用它作熱熔粘合劑提供了有利條件。 在溫度一定時，。隨著剪切應力的增加，熔體粘度成百倍地下降。熔體粘度與

11、剪切速率的關系見圖596。在這里，熱塑性橡膠的非牛頓流體行為特別突出，隨著剪切速率的增加，粘度急速地下降。材料的這一性能說明，在加工SBS時外力因素起著非常重要的作用。 必須指出。上述溫度、剪切應力、剪切速率SBS熔體流動性能(即粘度大小)的影響只是外在因素。實際上，當外在因素相同時，聚合物的熔融流動性還和本身結構密切相關，例如共聚物鏈段中苯乙烯和丁二烯的比例、分子結構、分子量等等。苯乙烯含量越高，熔融流動性越好；在分子量相當的條件下；星型共聚物比線型物粘度低；分子量越高，粘度越大，線型共聚物尤其如此。 由于SBS在絕大多數情況下是以混合物的形式使用，因此它的熔融流動性也受各種添加劑的影響而變

12、化。8較好的電絕緣性能（三）SBS的化學性能 SBS也相大多數高聚物一樣，具有普遍的化學惰性。例如，對酸、堿、油脂等比較穩定。但是，另一方面。由于SBS分子結構中聚丁二烯嵌段雙鍵的存在，又使它具有一定的化學活性。人們利用這一點來進行改性、接枝、交聯、硫化，使之適合于不同目的的用途。但也正是這一點，使它容易老比、降解，給制造、使用也增添了不少麻煩。 1對一般酸、賊、鹽、油脂的穩定性好SBS對大多數液體(包括強酸、強堿)有良好的穩定性，然而強氧化溶液也使其物理機械性能降低。Shell公司的試驗結果表明，普通低濃度酸(10以下)作用的結果SBS基本穩定；而對硝酸則浸泡兩星期后強度損失90以上。雖然S

13、BS和許多油脂有很好的親和力，然而它浸泡在牛奶中14天增重也不到1，強度幾乎不變。 2、可進行加氫反應 和普通烯烴化合物一樣，SBS分子結構中的聚丁二烯不飽和雙鍵也可用經典的方法進行加氫。例如在鎳硅藻土催化劑作用下，以甲基環己烷或氫化萘為溶劑，于溫度為200250，氫氣壓力為3540MPa的條件下進行反應，即能得到氫化產品。不飽和度可以用選擇催化劑的種類和數量，或者用控制反應的溫度和壓力來達到。 氫化產品具有較強的抗氧和抗臭氧能力，熱穩定性好，可提高使用的溫度范圍，增加耐磨性，加工更容易等，但成本也更高。3可進行鹵化、氫鹵化和經鹵化反應可提高使用的溫度范圍，增加耐SBS或氫化SBS因是純碳氫化

14、合物，所以很容易燃燒。加上它無極性，因此不易粘合。為了增加聚合物的極性和改進其耐燃燒性能，常常用鹵素或鹵化氫對聚丁二烯鏈段進行加成反應。如用氯氣與SBS反應，產物中間段為聚氯乙烯相聚偏氯乙烯的混合物。如用氯化氫對SBS加成，則橡膠段變為乙烯和氯乙烯的無規共聚物。 在某些情況下。為了便于反應的進行，常用次氯酸與SBS反應，生成中間段為含羥氯乙烯的聚合物。 4能進行接枝反應 為了某些特殊用途的需要，可利用SBS中間嵌段雙鍵的活性，接上各種不同的側鏈和基團。例如，為了制作一種熱固性粘合劑，可將SBS溶于苯乙烯單體中，再以催化劑引發，接枝、聚合乃至于交聯。控制引發劑的用量和單體濃度，可得到不同接枝度的

15、物質。同樣，也可將甲基丙烯酸酯接到聚丁二烯嵌段上去。此時只需將SBS溶于苯或甲苯中，加入甲基丙烯酸酯單體和催化劑過氧化苯甲酰(PBO)，在60一80下反應數小時，即得到中間嵌段帶有甲基丙烯酸酯側鏈的SBS。此物可用于粘接增塑聚氯乙烯塑料。 5易產生氧化反應 SBS的不飽和雙鍵在熱、氧、臭氧、紫外線等的作用下，或產生交聯，或出現斷鏈，從而使材料變硬或龜裂，失去使用價值。盡管這個問題也是一般高聚物的通病，但SBS表現尤為突出。不加抗氧劑的純SBS料放置短時間即變色、變硬，最后酥碎。而在應力作用下的SBS膠片，即使加了抗氧劑而無光穩定劑與之配合，也會很快變紅、變硬、龜裂。SBS的品牌 &#

16、160;  SBS的品種牌號有中國的SBS l201、SBS l301、SBS l401、SBS4303；美國的Kraton ll01，So1prene 411、414，Carif1ex TR，E1eXar：日本的So1prene T，JSR TR，Tufprene，電花STR、Asaprene；德國的Carif1ex；比利時的So1prene，Finaprene；西班牙的So1prene；意大利的Europrene SOL T；墨西哥的Salamanca；俄羅斯的一30。        為了降低成本，改善性能，擴大應用范圍，將SBS填充適當油品，做成充油SBS。