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新型热塑性弹性体研究进展

发布时间:2017-10-23 17:18:07点击率:

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近年来,随着高分子结构设计理论的发展和应用( 即通过对材料的分子化学结构与物性相互关系的系统研究,可根据应用要求合成出具有特定化学结构的物质材料) ,以及对动态硫化理论及技术的深入研究和开发,许多新型的热塑性弹性体材料品种不断问世[3] ,并形成了初步的产业化规模。
1.聚酰胺类热塑性弹性体
聚酰胺类热塑性弹性体( TPAE) 是指由高熔点结晶性聚酰胺硬链段和非结晶性的聚醚或聚酯软链段组成的一类嵌段共聚物。TPAE 结构中的硬链段通常选用聚己内酰胺、聚酰胺 66、聚十二内酰胺、芳香族聚酰胺等,软链段通常为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、双端羟基脂肪族聚醣等。由于软、硬链段可选用的材料范围广,聚合度和软、硬链段的共混比可调节,因而可根据不同的用途设计和制备性能不同的 TPAE 产品。制备的聚酰胺硬链段类型决定了 TPAE 的熔点、耐化学品性和相对密度; 聚醚或聚酯软链段类型决定 TPAE 的低温特性吸湿性、抗静电性及对某些化学品的稳定性; 并且,软、硬链段的用量比对 TPAE 的弹性、硬度和耐化学品性有决定性影响。因此,控制线型分子链中软、硬链段的共混比是生产 TPAE 的关键技术。聚酰胺类热塑性弹性体具有较好的力学性能和弹性,并且耐磨性和曲挠性优良,是一类适宜于在高温下使用的热塑性弹性体。
2.热可逆共价交联热塑性弹性体
热可逆共价交联热塑性弹性体是利用狄尔斯 - 阿德尔( Diels-Alder) 反应,以环戊二烯( CPD)为交联剂,利用 CPD 与双环戊二烯的热可逆转化特性,将含 CPD 或 DCPD 的衍生物引作含活性基团线性聚合物分子的交联键,使之转化为含-C -C - 共价交联的热可逆共价交联热塑性弹性体。
在合成CPD,DCPD衍生物时,由于所用原料、中间体和产物中含有CPD,DCPD 共轭双烯环,有的还含有 C = C 不饱和键,使得原料与原料、原料与中间体( 或产物) 、产物与产物之间极易发生 Diels-Alder 反应,致使产物分离困难,收率较低( 20% ~50% ) ,且结构复杂。此外,还要求聚合物大分子主链中不能存在双键结构,否则将会因主链双键与CPD发生Diels-Alder反应形成不可逆交联结构,导致随着加工次数的增加,热可逆交联行为逐渐下降。因此,最具有市场应用前景的方法是合成出 DCPD( 或 CPD) 衍生物交联剂,然后对含氯聚合物、含羧基聚合物及含侧羟基聚合物进行热可逆交联。
3.茂金属催化聚烯烃类热塑性弹性体
茂金属催化聚烯烃类TPE最早由美国 Dow 化学公司采用 Insite 技术开发而成,并于 1994 年推向市场,是近几年发展较快的 TPE 品种。茂金属催化剂具有催化活性高、单活性中心的特点,其催化制备的聚合物具有相对分子质量分布窄、聚合物结构可控等优点,已成为继Ziegler-Natta 催化剂之后的新一代烯烃聚合催化剂。
5.甲壳型液晶热塑性弹性体
近年来,兼具高弹性和液晶性的热塑性液晶弹性体日益成为热塑性弹性体领域的又一研究热点。热塑性液晶弹性体通常是指具有液晶性的三嵌段或多嵌段聚合物,目前最具有市场应用前景的热塑性液晶弹性体主要是甲壳型液晶热塑性弹性体。
5。生物基热塑性弹性体
传统的高分子材料主要是以石化资源为原料合成得到的,随着石油等不可再生资源的持续消耗,高分子材料的发展面临巨大的挑战。为了减少对石油等不可再生资源的依赖,实现高分子材料行业的可持续发展,生物基高分子材料越来越受到人们的关注。生物基热塑性弹性体是采用生物质单体制备的一类热塑性弹性体材料,由于其单体来源于自然生物,因此其资源具有很好的可持续性。
6.新型热塑性硫化橡胶TPV
随着动态硫化技术的发展,在通用型热塑性弹性体( EPDM/PP TPV) 的基础上,功能型 TPV 材料( 如轮胎用TPV、医用TPV 等) 的开发制备也成为该领域的研究热点。

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