熱塑性彈性體

熱塑性彈性體熱塑性彈性體（TPE）是一類(lèi)兼具橡膠彈性和塑料塑性的高分子材料，被稱(chēng)為繼天然橡膠、合成橡膠之后的“第三代橡膠”。TPE不需要硫化、成型加工簡(jiǎn)單，具有耐老化、彈性高、可加工性好、可循環(huán)利用、分子結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于涂料、黏合劑、本征型抗靜電助劑、汽車(chē)零部件、運(yùn)動(dòng)器材和航天航空等領(lǐng)域。TPE的基本結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和發(fā)展歷程TPE是由化學(xué)性質(zhì)不同的塑料段（硬段）和橡DOI：10.19825/j.issn.1002-1396.2023.05.15*膠段（軟段）組成的嵌段共聚物。其中，硬段間的作用力凝聚成微區(qū)（如玻璃化微區(qū)或結(jié)晶微區(qū)），形成分子間的物理交聯(lián)，在常溫條件下具有約束大分子和補(bǔ)強(qiáng)的作用；軟段則是自由旋轉(zhuǎn)能力較大的高彈性鏈段，賦予彈性體材料優(yōu)異的彈性行為。由于軟段和硬段的分子結(jié)構(gòu)不同、所含基團(tuán)的極性不同，在熱力學(xué)上出現(xiàn)不相容的現(xiàn)象，形成一種“海島”型微觀(guān)聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。此外，TPE硬段間形成的物理交聯(lián)點(diǎn)具有熱可逆性，即在高溫條件下喪失對(duì)大分子的約束能力，使材料呈現(xiàn)塑性，可以通過(guò)擠出、吹塑等成型工藝進(jìn)行再加工；而當(dāng)溫度降至常溫時(shí)，又凝聚恢復(fù)“約束作用”，顯示出類(lèi)似硫化膠的彈性、強(qiáng)度和形變特性等力學(xué)性能。因此，TPE不僅是一種高性能、高品質(zhì)的新型高分子材料，同時(shí)也是一種環(huán)境友好型材料，符合綠色環(huán)保發(fā)展的要求。TPE的發(fā)展歷程幾種典型的TPE01TPUTPU是一種以多元醇低聚物為軟段，二異氰酸酯和小分子擴(kuò)鏈劑的反應(yīng)產(chǎn)物為硬段，通過(guò)親電加成聚合得到的（A-B）n型多嵌段共聚物，具有強(qiáng)度高、耐磨、吸震、可重復(fù)加工等優(yōu)點(diǎn)，在交通運(yùn)輸、航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生、日常生活等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。02TPSTPS又稱(chēng)苯乙烯嵌段共聚物，是由聚苯乙烯硬段和聚二烯烴軟段構(gòu)成的三嵌段共聚物，具有優(yōu)良的力學(xué)性能、較大的表面摩擦因數(shù)、良好的低溫性能和加工性能，廣泛應(yīng)用于黏合劑、瀝青改性、聚合物改性，以及航空航天、精密儀器、高端機(jī)械制造等高精尖領(lǐng)域。03TPEETPEE是一類(lèi)由結(jié)晶性高熔點(diǎn)的芳香族聚酯硬段和無(wú)定形聚酯或聚醚軟段組成的多嵌段共聚物。其中，硬段材料主要為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET）或聚對(duì)苯二甲酸丁二酯（PBT），賦予TPEE較高的硬度、優(yōu)異的力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性；軟段材料包括聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丁二醇醚等醇醚或聚己內(nèi)酯、聚丙交酯等脂肪族聚酯類(lèi)聚合物，以保證材料在低溫時(shí)具有良好的柔順性及回彈性。04TPOTPO是一類(lèi)由聚烯烴塑料鏈段和彈性體鏈段組成的、呈兩相分離、兼具彈性及熱塑性的共聚物或共混物。其典型結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖：TPO的典型化學(xué)結(jié)構(gòu)TPO不僅具有良好的分散性、流動(dòng)性，較強(qiáng)的剪切敏感性和熔體強(qiáng)度，優(yōu)異的力學(xué)性能，良好的可加工性，同時(shí)還具有良好的耐紫外線(xiàn)、耐熱氧老化性能及更高的熱穩(wěn)定性，廣泛用于電線(xiàn)電纜、工業(yè)制品、醫(yī)療器械、運(yùn)動(dòng)鞋等行業(yè)。05TPAETPAE分子鏈?zhǔn)怯删€(xiàn)性、規(guī)整的聚酰胺（PA）鏈段和撓性聚酯或聚醚鏈段組成。其中，以脂肪族PA為硬段、聚醚為軟段的彈性體，稱(chēng)為聚醚聚酰胺嵌段共聚物（PE-b-PA）；以半芳香酰胺為硬段，脂肪族聚酯、脂肪族聚醚或者脂肪族聚碳酸酯為軟段的彈性體，分別稱(chēng)為聚酯酰胺、聚醚酯酰胺和聚碳酸酯酰胺?？偨Y(jié)TPE由于具有良好的力學(xué)性能、可循環(huán)利用及加工方式簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，得到了學(xué)術(shù)界與工業(yè)界的廣泛關(guān)注。近年來(lái)，關(guān)于TPE的研究方向主要集中在高性能、功能型，因此，許多新型的TPE品種不斷涌現(xiàn)。預(yù)計(jì)隨著高分子合成技術(shù)的開(kāi)發(fā)，TPE及其產(chǎn)業(yè)化將會(huì)蓬勃發(fā)展。另外，隨著我國(guó)環(huán)保意