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SEBS作增容剂与PP共混
SEBS作增容剂与PP共混
热塑性弹性体既具有类似硫化弹性体的物理性能,又具有加工方便、可回收利用等独特的优点,因此,它的发展一直倍受关注。其中,苯乙烯嵌段共聚物弹性体是热塑性弹性体中种类较多、用途较广的一类弹性体材料。氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS),与同类产品苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)相比,SEBS主链饱和度较高。由于聚丁二烯嵌段加氢后链段高度缠结,致使SEBS单位体积内的交联效应较大,所以模量较高,且不易降解,因而成为苯乙烯嵌段共聚物弹性体中较受青睐的一种产品,被广泛应用于粘合剂、涂料、塑料改性剂、汽车部件、电线电缆、食品、医疗及休闲用品等领域。
  SEBS主链的高饱和性使其具有比SBS优良的稳定性、耐热性、耐氧化性、耐候性和耐溶剂性。SEBS的使用温度可高达130℃(SBS仅为65℃),其加工温度更右以与聚丙烯相比。SEBS被用作优质的电线电缆材料,缘于其具有很好的电绝缘性能。SEBS的共混性良好,可与PP、聚苯乙烯(PS)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚苯醚(PPO)等许多聚合物共混,并能大大改善其冲击性能。SEBS与石蜡油、环烷油和PP共混后,产品的透明性较佳。
  1、在通过PP与SEBS共混体系的试验中,与多数PP/橡胶共混物相比,PP/SEBS共混物具有较高的使用温度和良好的耐溶剂性。PP与SEBS共混后,虽然韧性得到了提高,然而拉伸强度和屈服应力均降低。为在保证韧性的同时又能达到一定强度和刚性,常用方法是混入另一种塑料,如PS、HDPE、PC等。
  2、PP/PS/SEBS共混体系中,SEBS与PP的相容性较好,而PP与PS的相容性很差,共混挤出物极易发生变形现象。混入SEBS以后,共混体系的熔体粘度上升,挤出物变形的趋势下降。由此可见,SEBS和PP具有的相容性使其起到了良好的增容作用,当材料PP/PS/SEBS的质量配比为85:10:5时,可得到最佳的性能组合:其拉伸强度为24.4Mpa,弯曲模量为810.6Mpa,冲击强度为82、0J/m,熔体流动指数为12、7g/10min。
  3、PP/HDPE/SEBS共混体系中,材料屈服形变的提高大于PP/PS/SEBS体系。由于HDPE对PP和氢化聚丁二烯嵌段均有一定的相容性,应力集中程度小于与PP不相容的PS;在拉伸强度和模量方面,PP/HDPE/SEBS优于PP/PS/SEBS共混物。同时,PP/HDPE/SEBS体系的熔体弹性效应、挤出物变形趋势低于PP/PS/SEBS体系。显然,在两组共混体系中,SEBS弹性体的共混效果在PP/HDPE/SEBS体系里体现得更为充分。实际结果表明:从降低成本、拉伸强度方面考虑,两体系中应优先选择PP/HDPE/SEBS体系。
  4、PP/PC/SEBS体系,橡胶增韧热塑性塑料通常会降低材料的拉伸和弯曲性能。采用PP/PC/SEBS体系也是既得到韧性又能保证其强度和刚性的一种有效方法。PP/PC体系为典型的结晶/非结晶共混体系,界面粘结较差。PC与SEBS相容,由于SEBS对PP有一定相容性,故选择SEBS共混,既可增韧,又能在一定程度上提高体系的相容性。在PP中混入PC和混入SEBS对其性质变化的影响趋势是相反的,因此适当调节两者之配比,可得到最佳的性能组合。在PC加入量不太低、SEBS加入量不太高的情况下可得到较佳性能组合,PC加入量与PP/SEBS的配料比有关。如在PC量为10%时,若材料要满足较高的拉伸性能,选PP/SEBS的加料比为90:10较好;若要满足弯曲性能,可先PP/SEBS的加料比为95:5。
  5、PA/PP/SEBS及马来酸酸酐(MA)接枝SEBS(SEBS-g-MA)体系,PA主链上酰胺基极性较强,并且能形成氢键,促进结晶,使其具有良好的耐磨性、耐溶剂性,但同时也使PA的吸湿性加大,影响制品的尺寸稳定性。PA在干态和低温下冲击性能差,弹性模量小。选用PP与之共混既降低了成本,又改善了PA的冲击性,降低了PA的吸湿性。但PP与强极性的PA不具有热力学相容性,共混改性效果差。利用PA主链上极性的酰胺基与MA接枝的相容剂之间的反应可以增加界面粘合力,如MA接枝EPDM(EPDM-g-MA)、SEBS-g-MA等,通过实验对比,较软的EPDM-g-MA与之相比,硬的SEBS-g-MA是一种更为高效的共混物相容剂,它能使PP/PA6共混物的强度和韧性显著提高,并且不影响其硬度。
  SEBS-g-MA分布在PA基体和PA/PP界面,起到两方面的作用:(1)增加弹性体的体积分数,起到增韧效果;(2)生成更多的弹性体-PA的接枝共聚物,这种共聚物起到类似表面活性剂的作用,有助于增加PP/PA的界面粘合力。在PP/PA/SEBS-g-MA体系中,PP/PA的质量比为70:30时,形成PP为连续相的核-壳结构,核为刚性的PA6,壳为软的弹性体。在PP6/PP物料比为50:50时,随SEBS-g-MA的用量增加,共混物的拉伸强度降低;PA6/PP物料比为75:25时,随SEBS-g-MA的量增加,共混物的拉伸强度升高。这说明适量控制配料比,将SEBS-g-MA作为增容剂,可获得刚韧平衡性较好的共混材料。
  以此表明,新型弹性体SEBS是一种性能优异的塑料改性剂和相容剂,尤其官能化(如马来酸酐、磺化、氯甲基化、羟甲基化)之后,更显示出与特定体系的非凡的相容性,极具应用价值。
 


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