熱塑性彈性體生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

1、熱塑性彈性體生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)梁 誠(chéng)（中國(guó)石化集團(tuán)南京化工廠，210038）摘要：熱塑性彈性體(TPE)是一類應(yīng)用廣泛兼具有橡膠和塑料特性的高分子材料。目前很多橡膠領(lǐng)域都可以采用熱塑性彈性體替代，特別是我國(guó)汽車工業(yè)的高速發(fā)展，為各種熱塑性彈性體的發(fā)展提供了巨大空間。文章重點(diǎn)介紹了熱塑性彈性體特性及應(yīng)用、生產(chǎn)現(xiàn)狀、市場(chǎng)消費(fèi)和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)我國(guó)今后TPE的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化提出了以下幾點(diǎn)建議：開發(fā)茂金屬催化劑合成的新型TPE；加快動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)和納米復(fù)合材料技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用；推進(jìn)汽車工業(yè)需要的TPE國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程；加大TPE改性和與其他樹脂的技術(shù)開發(fā)，提升TPE材料性能；研究新型TPE配方、加工助劑的使用

2、、加工設(shè)備和加工工藝。關(guān)鍵詞：熱塑性彈性體 生產(chǎn) 應(yīng)用 市場(chǎng) 發(fā)展1.概述16 熱塑性彈性體（TPE）是一種介于橡膠和熱塑性塑料特性的高分子材料，具有橡膠和塑料的雙重性和寬廣特性，廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域。隨著新技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了TPE性能的不斷優(yōu)化和提升，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，尤其是汽車和醫(yī)療領(lǐng)域需求強(qiáng)勁；此外由于人們環(huán)境意識(shí)的提高，材料回收性成為選材的一個(gè)重要因素，全球廢棄的PVC成為環(huán)境污染的重要問題，國(guó)外限制使用PVC呼聲日趨高漲，也促進(jìn)了TPE消費(fèi)快速增長(zhǎng)。目前工業(yè)化生產(chǎn)TPE主要分為以下幾類：苯乙烯類（TPS）、烯烴類（TPO）、氯乙烯類（TPVC）、氨酯類（TPU）

3、、聚酯類（TPEE）、酰胺類（TPAE）、有機(jī)氟類（TPF）、雙烯類（TPB、TPI）等。2003年全球TPE消費(fèi)量約為1 850 kt，過去10年全球保持年均6%左右增長(zhǎng)速度，2003年比2002年增長(zhǎng)了6.4%。目前TPE消費(fèi)結(jié)構(gòu)中TPS約占44%、TPO占31%、TPU占9.5%、TPEE占6.5%、其他TPE占9%。運(yùn)輸工業(yè)及有關(guān)行業(yè)已成為TPE頭號(hào)下游消費(fèi)市場(chǎng)，2003年用量約為1 050 kt。隨著美國(guó)和歐洲汽車產(chǎn)量的增加，以及中國(guó)及環(huán)太平洋地區(qū)一些國(guó)家工業(yè)的迅速發(fā)展，TPE應(yīng)用日益擴(kuò)大，近年來增長(zhǎng)強(qiáng)勁的是動(dòng)態(tài)硫化熱塑性彈性體（TPV）。其在以汽車為中心的應(yīng)用市場(chǎng)連續(xù)保持年均增長(zhǎng)1

4、5%以上，作為替代軟PVC和橡膠的新型高性能材料，具有成本和性能上的優(yōu)勢(shì)。國(guó)外報(bào)道預(yù)測(cè)，未來幾年苯乙烯類熱塑彈性體（TPS）仍居用量之首，但是所占份額呈下滑趨勢(shì)；隨著TPO進(jìn)入汽車和醫(yī)療市場(chǎng)，替代傳統(tǒng)的熱固性橡膠和聚氯乙烯材料等，TPO市場(chǎng)份額將不斷擴(kuò)大，消費(fèi)量快速增長(zhǎng)。未來幾年全球TPE消費(fèi)將提速，預(yù)計(jì)年均需求增長(zhǎng)率將達(dá)到7%左右，2006年全球TPE需求量將達(dá)到2 200 kt左右。我國(guó)是TPE重要的消費(fèi)市場(chǎng)，2003年消費(fèi)量約為300 kt，其中主要是苯乙烯和丁二烯嵌段共聚物（SBS）。隨著我國(guó)近年來汽車工業(yè)高速發(fā)展，TPO類熱塑彈性體的應(yīng)用將迅猛增加，預(yù)計(jì)未來幾年我國(guó)TPE的消費(fèi)年均增

5、長(zhǎng)率將超過12%，2006年消費(fèi)量將達(dá)到420 kt左右。我國(guó)已成為全球TPE需求增長(zhǎng)最快的國(guó)家之一，而且尤其是以汽車為中心應(yīng)用市場(chǎng)將保持年均15%20%的高速增長(zhǎng)。2 熱塑性彈性體現(xiàn)狀與進(jìn)展2.1苯乙烯類TPE1,4-8苯乙烯類TPE為丁二烯或異戊二烯與苯乙烯嵌段型共聚物，主要品種為SBS，目前全球TPS生產(chǎn)能力約為1100 kt/a，年產(chǎn)量在800 kt以上。我國(guó)SBS生產(chǎn)能力約為200 kt/a，主要生產(chǎn)企業(yè)為巴陵石化、燕山石化和茂名石化，年產(chǎn)量約為170 kt。SBS具有良好拉伸強(qiáng)度和彈性，耐摩擦和疲勞性能優(yōu)異，且價(jià)廉物美，主要用于膠鞋、改性瀝青、合成樹脂改性劑和粘合劑等，其中80%左

6、右消費(fèi)量用于制鞋業(yè)。目前我國(guó)已經(jīng)成為全球鞋類主要生產(chǎn)國(guó)與出口國(guó)，2003年鞋類產(chǎn)量約為65億雙，其中膠鞋產(chǎn)量為45億雙，出口約30億雙。由于膠鞋制造是典型的勞動(dòng)密集型加工產(chǎn)業(yè)，在我國(guó)未來發(fā)展前景十分看好，目前國(guó)內(nèi)SBS尚無法滿足市場(chǎng)需求，每年需要從中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)、日本和俄羅斯進(jìn)口大量的SBS產(chǎn)品，2003年進(jìn)口量約為100 kt。發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的異戊二烯取代丁二烯的嵌段苯乙烯聚合物（SIS）發(fā)展很快，其產(chǎn)量已占TPS產(chǎn)量的30%左右，約90%用于粘合劑領(lǐng)域，采用SIS制備的熱熔膠不僅粘接性能優(yōu)越，而且耐熱性好，已成為歐美日各國(guó)熱熔膠的主要材料。我國(guó)自20世紀(jì)90年代中期開始SIS研究開發(fā)，燕山

7、石化開發(fā)了3個(gè)牌號(hào)SIS產(chǎn)品，吉化開發(fā)了JHY201和301兩個(gè)牌號(hào)的SIS，但是至今還沒有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，僅有巴陵石化建有1套SIS生產(chǎn)裝置，2003年產(chǎn)量為5 kt左右，用于生產(chǎn)熱熔壓敏膠帶。近年來我國(guó)熱熔膠市場(chǎng)一直保持快速增長(zhǎng)勢(shì)頭，2003年熱熔膠消費(fèi)量達(dá)到102 kt，其中熱熔壓敏膠帶達(dá)到48 kt/a，消耗SIS 15 kt左右，從國(guó)外進(jìn)口10 kt SIS以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。隨著我國(guó)大型乙烯裝置的建設(shè)速度加快，C5資源綜合利用將加快實(shí)施，為我國(guó)加快發(fā)展SIS 提供了原料保障。由于SBS存在的最大問題是不耐熱，為此歐美等國(guó)對(duì)其進(jìn)行了一系列性能改進(jìn)，其中利用SBS經(jīng)飽和加氫得到SEBS，可

8、使抗沖強(qiáng)度大幅度提高，耐候性和耐熱老化性明顯提高。SEBS不僅可以替代SBS應(yīng)用，還是工程塑料類如聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）合金的增容劑。SBS或SEBS與聚丙烯（PP）熔融共聚形成互穿網(wǎng)絡(luò)化合物（IPN），SBS或SEBS為基材與其他工程塑料形成IPN-TPS，大大提高了工程塑料的耐寒和耐熱性能。國(guó)內(nèi)2002年巴陵石化的SEBS中試裝置通過鑒定，計(jì)劃未來兩年內(nèi)建設(shè)30 kt/a的SEBS/SIS裝置。近幾年來，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)苯乙烯類TPE產(chǎn)品市場(chǎng)成熟，需求增長(zhǎng)穩(wěn)定，國(guó)內(nèi)外新品種開發(fā)主要集中在茂金屬合金、醫(yī)療用無毒透明產(chǎn)品等方面。如國(guó)外最新開發(fā)的新型茂金屬聚合物聚苯彈性體（PSE），

9、其中苯乙烯含量達(dá)到80%，PSE與聚乙烯（PE）形成了兩相連續(xù)分布的共混合金，這種合金既具有強(qiáng)度又具有韌性，成為力學(xué)性能優(yōu)異的韌性材料。美國(guó)Teknor Apex公司開發(fā)用于醫(yī)療管用的MP1508L1和MP1871-R配混料，屬于結(jié)合氫化異戊二烯橡膠的TPS產(chǎn)品，替代傳統(tǒng)膠乳和塑料填充管，具有更好的透明度和加工性能。2.2烯烴類TPE9-23聚烯烴類熱塑性彈性體（TPO）由橡膠和聚烯烴構(gòu)成，通常橡膠組分為三元乙丙橡膠（EPDM）、丁腈橡膠（NBR）和丁基橡膠；聚烯烴組分主要為聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）。TPO目前已成為汽車和家電領(lǐng)域的主要橡塑材料，其中汽車上用量占總產(chǎn)量的75%以上，是熱塑

10、性彈性體（TPE）中增長(zhǎng)最快的一個(gè)品種，TPO產(chǎn)品中用量最大的是EPDM/PP。TPO生產(chǎn)工藝開發(fā)最早的技術(shù)是機(jī)械摻混法。隨著美國(guó)高級(jí)彈性體系統(tǒng)（AES）公司成功開發(fā)完全動(dòng)態(tài)硫化工藝制備的聚烯烴熱塑性彈性體（TPV），使其性能大為改觀，耐壓縮變形性、耐熱老化性、耐油性等有明顯改善，成為目前TPO市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品。動(dòng)態(tài)硫化工藝成為TPO合成工藝技術(shù)主要發(fā)展方向。目前全球TPO消費(fèi)量約為580 kt，未來幾年增長(zhǎng)速度將高于TPE平均增長(zhǎng)速度達(dá)到7.5%左右，2006年全球TPO需求約為730 kt。我國(guó)TPO開發(fā)較晚，隨著我國(guó)汽車工業(yè)快速發(fā)展，加之轎車的塑化與輕型化發(fā)展趨勢(shì)，近年來國(guó)內(nèi)對(duì)TPO需求

11、量迅猛增加，應(yīng)用研究進(jìn)展迅速，部分國(guó)產(chǎn)TPO專用料已開始替代進(jìn)口汽車專用料，但是TPV生產(chǎn)較少，尚處于起步階段。大連理工大學(xué)開發(fā)的系列EPDM/PP產(chǎn)品用于生產(chǎn)汽車保險(xiǎn)杠、內(nèi)飾件、儀表板、風(fēng)機(jī)罩、輪罩和箱包等，產(chǎn)品已經(jīng)通過認(rèn)證，目前在夏利、奧迪、捷達(dá)和奧拓等轎車中應(yīng)用，品種達(dá)30余種。北京化工研究院承擔(dān)國(guó)家“八五”攻關(guān)項(xiàng)目，進(jìn)行研究EPDM/PP，產(chǎn)品主要是汽車保險(xiǎn)杠和儀表板，用于上海桑塔納、一汽解放輕型卡車和二汽重型卡車，替代進(jìn)口材料，累計(jì)裝車150萬輛以上。中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所以PP為基礎(chǔ)樹脂，EPDM為增韌劑，二異丙基苯類過氧化物為交聯(lián)劑，加入剛性填料、滑石粉、碳酸鈣，研制開發(fā)出

12、汽車保險(xiǎn)杠專用料。福州塑料研究所開發(fā)的新型改性塑料EPDM/PP，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和剛性，較高的熱變形溫度和適宜的熔體流動(dòng)速率，可以用作汽車保險(xiǎn)杠和儀表板。中石油吉化公司研究院建有1 kt/a的EPDM/PP生產(chǎn)裝置，產(chǎn)品為JHH-221、JHH-222、2E1等三個(gè)品種，主要為一汽生產(chǎn)線所配套，可以用于30余種汽車配件的生產(chǎn)。北京燕山石化公司樹脂所將PP、EPDM和云母共混制得既有耐沖擊性又具有較高彎曲模量的復(fù)合材料，可以用于注塑汽車儀表板和汽車塑料件等。金陵石化研究院以高熔體指數(shù)的本體聚合物PP為基礎(chǔ)樹脂，采用非過氧化物交聯(lián)體系，研制出PP/EPDM/PE汽車保險(xiǎn)杠，該法與傳統(tǒng)的有機(jī)過氧

13、化物交聯(lián)體相比，工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品質(zhì)量好。遼陽石油化纖公司用均聚物PP、EPDM、相溶劑、滑石粉共混，研制出高沖擊性PP汽車保險(xiǎn)杠。洛陽石油化工總廠以PP和EPDM為主要成分研制出新的汽車方向盤專用料，綜合性能優(yōu)良。目前EPDM/PP用作汽車保險(xiǎn)杠已成為汽車工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，如日本汽車保險(xiǎn)杠80%采用EPDM/PP制造，西歐也有60%左右。近年來我國(guó)汽車工業(yè)呈現(xiàn)超高速增長(zhǎng)勢(shì)頭，2003年汽車生產(chǎn)量為444.37萬輛，成為世界汽車第四大生產(chǎn)國(guó)。業(yè)內(nèi)專家預(yù)計(jì)未來我國(guó)汽車工業(yè)仍將保持快速增長(zhǎng)勢(shì)頭，2010年將達(dá)到800萬輛，其中主要增加轎車產(chǎn)量，同時(shí)轎車的國(guó)產(chǎn)化率也在不斷提高。2003年我國(guó)汽車僅保險(xiǎn)杠和儀

14、表板消耗EPDM/PP就達(dá)17.1 kt，預(yù)計(jì)2006年我國(guó)汽車工業(yè)對(duì)EPDM/PP需求量將達(dá)到30 kt左右。目前TPV作為汽車密封條的優(yōu)越性已被國(guó)內(nèi)行業(yè)人士認(rèn)識(shí)，高分子量的TPV由于耐磨性好、摩擦系數(shù)小，作為汽車玻璃導(dǎo)槽密封條的擠出用料，更可作為汽車橡膠密封條的接角材料。水發(fā)泡海綿狀TPV在國(guó)外已研制成功，成為今后取代海綿橡膠制作汽車密封條的新趨向；且TPV著色工藝簡(jiǎn)便，常作為汽車密封條外裝飾層材料。目前國(guó)內(nèi)數(shù)家密封條企業(yè)引進(jìn)彩色TPV和彩色橡膠共擠包覆橡膠密封條生產(chǎn)線，另外橡膠密封條在集裝箱、建筑等領(lǐng)域也有應(yīng)用。然而國(guó)內(nèi)TPV生產(chǎn)量少、品種少、質(zhì)量差，需求主要依賴進(jìn)口，2003年密封條消

15、耗TPO、TPV量約為15 kt，其中TPV約為2.5 kt，由于TPV價(jià)格昂貴，因此在某種程度上限制了在國(guó)內(nèi)使用。假設(shè)我國(guó)密封條生產(chǎn)達(dá)到國(guó)外應(yīng)用材料同類水平，按2003年密封條產(chǎn)量算，起碼需求TPE約22 kt，其中TPV應(yīng)達(dá)到6 kt。除汽車工業(yè)外，電線電纜業(yè)是TPO消費(fèi)又一重要領(lǐng)域。隨著我國(guó)通訊事業(yè)迅速發(fā)展，對(duì)電線電纜質(zhì)量和數(shù)量提出更高要求，原有的電線電纜生產(chǎn)工藝逐步淘汰。目前國(guó)內(nèi)電線電纜企業(yè)眾多，假設(shè)電纜采用TPO，用擠塑工藝生產(chǎn)，不但生產(chǎn)效率提高，而且產(chǎn)品質(zhì)量也隨著提高，同時(shí)可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序，廢舊制品及邊角余料也可以回收利用，產(chǎn)品成本可以降低20%50%。在家用電器領(lǐng)域中TPO的應(yīng)用

16、市場(chǎng)潛力較大，國(guó)外眾多洗衣機(jī)配件采用EPDM/PP，但是在我國(guó)由于價(jià)格較高，目前只有海爾和小天鵝電器公司進(jìn)行應(yīng)用，預(yù)計(jì)2006年汽車以外工業(yè)將消費(fèi)TPO約為18 kt?；谏鲜?，2006年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)TPO的總需求約為54 kt，業(yè)內(nèi)專家預(yù)計(jì)未來幾年我國(guó)TPO需求增長(zhǎng)率將保持10%15%的高速度增長(zhǎng)，2010年國(guó)內(nèi)TPO需求量將達(dá)到80100 kt。由于TPO在汽車和電子電氣中應(yīng)用的重要性和良好的前景，使其成為TPE中增長(zhǎng)最快的一種，因此新工藝和新產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)方興未艾，特別值得關(guān)注的技術(shù)有：（1）動(dòng)態(tài)硫化TPO合成。動(dòng)態(tài)硫化烯烴熱塑性彈性開發(fā)生產(chǎn)是TPO發(fā)展中的里程碑，TPV成為TPE世界中增

17、長(zhǎng)最快的品種，近年來年均增長(zhǎng)率約為15%。主要是在低比例的熱塑性塑料基體中混入高比例橡膠，再與硫化劑一起混煉的同時(shí)使彈性體發(fā)生化學(xué)交聯(lián)，形成的大量橡膠微粒分散到少量塑料基體中，所以TPV的強(qiáng)度、彈性、耐熱性、抗壓縮永久性顯著提高，熱塑性、耐化學(xué)性及加工穩(wěn)定性也明顯改善。由于其加工方法和性能最貼近硫化橡膠，因此大量替代汽車用橡膠制品，目前全球消費(fèi)量約為100 kt。代表性產(chǎn)品為AES公司生產(chǎn)的系列品種Santoprene(EPDM/PP-TPV)和Geolast（NBR/PP-TPV），如AES公司開發(fā)TPV新系列B100，是第一個(gè)能直接連接ABS、PC、ABS/PC共混物、聚甲基丙烯酸甲酯（P

18、MMA）、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）等塑料的TPV，能形成牢固連接鍵，不需要粘接劑。目前Satoprene系列產(chǎn)品日新月異，國(guó)外著名高檔轎車多選用其制備車用橡膠件。另外國(guó)外知名的EDPM公司都先后推出有自己特點(diǎn)的TPV產(chǎn)品，如日本三井化學(xué)公司的Milastomer等。（2）反應(yīng)器直接制備TPO。國(guó)外近年來反應(yīng)器直接制備熱塑性聚烯烴發(fā)展迅速，市場(chǎng)需求量快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)歐美地區(qū)未來年均需求增長(zhǎng)率將達(dá)到15%左右，亞洲國(guó)家需求增長(zhǎng)率要略低一些。由于反應(yīng)器直接制備TPO是在聚合反應(yīng)過程中得到，省去合成橡膠粉碎和共混擠出過程，采用乙烯替代EPDM，故生產(chǎn)成本低。如Basell公司采用特種催化劑在聚合階

19、段制備軟聚合物反應(yīng)器直接制備TPO，大大降低產(chǎn)品成本；Exxon Mobil公司開發(fā)新型反應(yīng)器制得TPOs（柔性聚烯烴）結(jié)合茂金屬技術(shù)，具有硬度和抗沖擊的平衡。目前歐美國(guó)家已經(jīng)開始使用反應(yīng)器直接制備熱塑性聚烯烴逐漸替代混合型熱塑聚烯烴。（3）茂金屬催化劑合成TPO。20世紀(jì)90年代茂金屬催化體系用于橡膠工業(yè)化生產(chǎn)，成為合成橡膠最突出的進(jìn)展之一。茂金屬催化乙丙橡膠與傳統(tǒng)乙丙橡膠相比具有產(chǎn)物的相對(duì)分子量分布窄；產(chǎn)品純凈顏色透亮、聚合結(jié)構(gòu)均勻；尤其是通過改變茂金屬結(jié)構(gòu)可以準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)乙烯、丙烯和二烯烴的組成，在很大范圍內(nèi)調(diào)控聚合物的微觀結(jié)構(gòu)，從而合成具有新型鏈結(jié)構(gòu)的、不同用途的產(chǎn)品。自1997年開始工

20、業(yè)化生產(chǎn)至今，全球茂金屬催化乙丙橡膠產(chǎn)能已達(dá)200 kt/a以上；我國(guó)也開始茂金屬乙丙橡膠研究和中試生產(chǎn)。茂金屬催化合成的氫化丁腈橡膠價(jià)格比傳統(tǒng)方法合成要低很多；這些茂金屬合成橡膠性能特殊，以此為基礎(chǔ)合成TPO具有更好性能。近年來國(guó)外許多新型高性能TPO結(jié)合茂金屬技術(shù)，如杜邦公司、DOW化學(xué)等合作開發(fā)TPO復(fù)合物和合金新技術(shù)，以茂金屬聚烯烴彈性體為基礎(chǔ)，并在全球范圍內(nèi)推廣新一代復(fù)配技術(shù)。應(yīng)用該技術(shù)的熱塑性彈性體可以承受較高溫度，并具有較高熔體強(qiáng)度、良好加工性能及較佳的終端產(chǎn)品使用性能。Exxon Mobil公司利用茂金屬催化劑和新型溶液聚合工藝生產(chǎn)出丙烯-乙烯專用Vistamaxx系列TPO，

21、有希望在非常柔軟織物和薄膜到非常高硬度TPO中得到廣泛應(yīng)用。（4）其他方面，提高TPO的力學(xué)性能、熱特性，或者使之具有導(dǎo)電性和阻燃性等新功能的方法，通常是在TPO中添加無機(jī)或有機(jī)填充劑。近年來填充劑達(dá)到納米級(jí)，粉末分散的納米復(fù)合TPO材料引人注目，因?yàn)榧{米填充劑可以大幅度增加表面積和減少粒子間的距離，可以產(chǎn)生許多意想不到的新功能。對(duì)納米復(fù)合TPO的主要影響因素有：填充劑的粒徑和形狀、聚合物與填充劑的界面粘合強(qiáng)度、填充劑的分散狀態(tài)等。業(yè)內(nèi)專家一致認(rèn)為通過納米復(fù)合材料和動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)相結(jié)合，可以開發(fā)出更高更新性能的TPO。隨著近年來人們對(duì)電子射線的認(rèn)識(shí)越來越深入，電子束輻射技術(shù)已經(jīng)成為高分子材料改性

22、的強(qiáng)有力技術(shù)手段，利用電子射線生產(chǎn)TPO正變?yōu)闊狳c(diǎn)。通過電子射線、輻射線交聯(lián)等后硫化手段提高TPO性能應(yīng)值得國(guó)內(nèi)業(yè)界高度重視。TPO除汽車、電子電氣和建筑工業(yè)應(yīng)用外，在醫(yī)療領(lǐng)域替代熱固性橡膠加工制品，更清潔衛(wèi)生，將成為未來發(fā)展趨勢(shì)。2.3聚氨酯類彈性體4,7,24-28熱塑性聚氨酯彈性體具有高強(qiáng)度、韌性好、耐磨、耐油等優(yōu)異性能。20世紀(jì)90年代末期至21世紀(jì)初國(guó)內(nèi)引進(jìn)多條TPU生產(chǎn)線，主要用于密封墊、密封橡膠和制鞋業(yè)等生產(chǎn)。2003年我國(guó)TPU生產(chǎn)能力約為13 kt/a，隨著我國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)外引進(jìn)的多條TPU生產(chǎn)線正在建設(shè)或計(jì)劃建設(shè)之中。根據(jù)我國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)公布的數(shù)據(jù)顯示，2003年

23、我國(guó)汽車工業(yè)對(duì)TPU的需求為8 000 t左右，2005年和2010年將需求TPU約10.5 kt和16 kt。隨著BASF公司、亨茲曼公司在上海漕涇化學(xué)工業(yè)區(qū)，煙臺(tái)萬華集團(tuán)在寧波大榭島開發(fā)區(qū)，拜耳公司在上海三套世界級(jí)規(guī)模聚氨酯裝置陸續(xù)建設(shè)，將極大促進(jìn)了我國(guó)TPU產(chǎn)量、品種的快速發(fā)展。國(guó)內(nèi)外近年來對(duì)聚氨酯彈性體研究比較活躍，有許多新品種值得關(guān)注，如：采用納米金屬氧化物和無機(jī)鹽作為抗靜電材料制備的抗靜電聚氨酯彈性體，或者采用在聚氨酯材料中加入本征導(dǎo)電高分子，經(jīng)過分散復(fù)合、層積復(fù)合等方式得到共混物，今后研究重點(diǎn)是解決本征導(dǎo)電高分子與聚氨酯彈性體的相溶和成型問題。耐高溫聚氨酯彈性體，選擇異氰酸酯和擴(kuò)

24、鏈劑等原料加以改善，如脂肪族的CHDI（1,4-環(huán)己烷二異氰酸酯）和HDI（六亞甲基二異氰酸酯）比常用的芳香族MDI和TDI耐熱性好，尤其是以CHDI制備的聚氨酯彈性體具有較好加工性和優(yōu)異耐高溫和耐水解性能液晶聚氨酯彈性體，近年來液晶聚氨酯彈性體研究比較活躍，該類彈性體材料是含有剛性棒狀等形狀的介晶基元及活性端基的聚合物，主要的封端基團(tuán)有馬來酰亞胺基、異氰酸酯基、環(huán)氧基等基團(tuán)。液晶聚氨酯彈性體具有良好的機(jī)械、熱穩(wěn)定性能，作為改性劑可以提高材料的韌性和強(qiáng)度。國(guó)內(nèi)湘潭大學(xué)合成的含有端酚羥基及柔性（CH2）6鏈段的液晶聚酯，再與2,4-甲苯二異氰酸酯及甲苯二異氰酸酯-乙二醇加成物進(jìn)行封端反應(yīng)，成功制

25、備了液晶聚氨酯彈性體，引起國(guó)內(nèi)業(yè)界的關(guān)注。高阻尼聚氨酯彈性體，目前全球高阻尼材料品種很多，其中研究最多的就是高阻尼聚氨酯彈性體。美國(guó)科研人員開發(fā)的聚氨酯-聚苯乙烯-二乙烯苯同時(shí)互穿的聚合物網(wǎng)絡(luò)高阻尼材料在高溫下阻尼性能優(yōu)異。在汽車、國(guó)防、軍工等領(lǐng)域?qū)Ω咦枘岵牧闲阅芤蠛蛿?shù)量需求越來越高，性能優(yōu)良的高阻尼聚氨酯彈性體成為今后聚氨酯彈性體材料開發(fā)的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。此外還有一些如生物降解彈性體、聚烯烴改性的聚氨酯彈性體、形狀記憶聚氨酯彈性體等。目前TPU領(lǐng)域最值得關(guān)注和加快產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)進(jìn)展有：上海塑料研究所成功開發(fā)的TPU擠出管材及由PET絲編織的增強(qiáng)復(fù)合軟管，特別適合高壓輸氣和輸油管；BASF公司新推

26、出的3種TPU具有優(yōu)異的耐磨性和滑爽感，可以與ABS、PC、ABS/PC合金、PET、PA及多種其他熱塑性塑料共混，產(chǎn)品成功應(yīng)用于微機(jī)機(jī)殼、手提電話、電動(dòng)工具夾頭等；青島科技大學(xué)開發(fā)的微孔聚氨酯彈性體是介于彈性體和泡沫材料之間的一種新材料，適用于減震材料、制鞋、實(shí)芯輪胎等方面；美國(guó)Crompton公司最近開發(fā)的由聚醚三元醇和聚酯三元醇類物質(zhì)等為原料制備的聚氨酯彈性體，耐磨性能比普通TPU高510倍，主要用于剎車片、驅(qū)動(dòng)輪胎、軋輥等方面。2.4其他熱塑性彈性體1,4,7,19,29聚酯類熱塑彈性體是以聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)為硬段，聚醚或聚酯為軟段的嵌段共聚物。TPEE最大特點(diǎn)是在低應(yīng)力下

27、其拉伸應(yīng)力比相同硬度的其他聚合物制品大，因此其制件壁厚可以做得更薄，而且低溫韌性、耐化學(xué)品性、耐油性優(yōu)良，且具有良好電絕緣性能。目前在汽車、家電、電動(dòng)工具、體育用品等領(lǐng)域，TEPP主要應(yīng)用于安全氣囊張開門、重型卡車和越野車設(shè)備部件、密封圈、軟管和導(dǎo)管等。二烯類TPE主要為天然橡膠的同分異構(gòu)體，被稱之為反式天然橡膠（T-NR）。主要品種有T-NR-反式聚異戊二烯橡膠（TPI）和間同1，2-聚丁二烯（TPB），TPB和TPI的最大特點(diǎn)在于可以進(jìn)行硫化，解決一般TPE不能采用硫磺、過氧化物硫化的缺點(diǎn)。TPB制備薄膜，具有良好的透氣性、防水性和透明度，易光分解，適合食品保鮮使用。氯乙烯類TPE，主要分

28、為熱塑性PVC（TPVC）和熱塑性氯化聚乙烯（TCPE）兩類。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于聚氯乙烯（PVC）的熱塑性彈性體開發(fā)報(bào)道較多，如蘭化公司開發(fā)并生產(chǎn)出的PVC/丁腈橡膠（NBR）共混料，部分替代氯丁橡膠（CR）、天然橡膠和NBR；南京工業(yè)大學(xué)開發(fā)出了PVC/NBR/膠粉共混熱塑性彈性體。美國(guó)杜邦公司開發(fā)出的CPE與乙烯互聚物合金，具有近乎硫化CR和NBR的性能，用于制造密封條、膠布和汽車配件。我國(guó)目前是全球主要的CPE生產(chǎn)國(guó)，因此關(guān)于TCPE研究開發(fā)生產(chǎn)進(jìn)展迅速。另外TPAE、TPF、硅橡膠熱塑彈性體、丙烯酸酯橡膠熱塑彈性體等也陸續(xù)開發(fā)并產(chǎn)業(yè)化，其中TPAE向工程化方向發(fā)展；而TPF用于高性能超低滲透

29、性汽車燃油膠管等；硅橡膠熱塑性彈性體主要用于醫(yī)療制品行業(yè)；丙烯酸酯橡膠熱塑彈性體則主要在汽車零部件中應(yīng)用。3 結(jié)束語TPE現(xiàn)已成為廣泛替代傳統(tǒng)橡膠和部分塑料的極具發(fā)展前景的新型材料。尤其我國(guó)汽車工業(yè)快速發(fā)展，需要大量進(jìn)口TPE滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，因此今后國(guó)內(nèi)要加大TPE的開發(fā)力度與產(chǎn)業(yè)化速度，關(guān)注國(guó)際發(fā)展潮流，未來我國(guó)TPE行業(yè)的重點(diǎn)應(yīng)在以下幾點(diǎn)：（1）開發(fā)茂金屬催化劑合成的新型TPE；（2）加快動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)和納米復(fù)合材料技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用；（3）從再利用、輕量化和高性能的角度考慮，未來TPE最大市場(chǎng)是汽車材料，因此要推進(jìn)汽車工業(yè)需要的TPE國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程；（4）加大TPE改性和與其他樹脂并用技術(shù)

30、開發(fā)，提升TPE材料性能；（5）研究新型TPE配方、加工助劑的使用、加工設(shè)備和加工工藝。參 考 文 獻(xiàn)1 唐偉家.2003年全球熱塑性彈性體需求旺盛.彈性體,2003,13(2):342 李明.世界熱塑性彈性體發(fā)展方向.橡塑技術(shù)及裝備2003,29(8):83 顧朝霞，王惠民.世界TPE市場(chǎng)動(dòng)向及國(guó)內(nèi)EPDM/PP TPE市場(chǎng)前景.石油化工技術(shù)經(jīng)濟(jì),2000,16(3):50554 文興 譯.21世紀(jì)技術(shù)熱塑性彈性體.現(xiàn)代橡膠技術(shù),2003,30（6）:712 5 李清.AES公司Santoprane熱塑性彈性體.化工新型材料,2002,30(3):436 何京.國(guó)外熱塑性彈性體發(fā)展預(yù)測(cè).現(xiàn)代

31、橡塑,2004,30(3):397 崔小明.SBS的生產(chǎn)應(yīng)用及市場(chǎng)分析.合成材料老化與應(yīng)用,2004,33(1):41498 陳國(guó),劉文冰,王永利.熱塑性彈性體材料的研究進(jìn)展與市場(chǎng)前景.化工新型材料,2001,29(8):89 徐幟煥.熱塑性彈性體的進(jìn)展.現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用,2001,(1):6110 王正巖.聚烯烴熱塑性彈性體的生產(chǎn)與應(yīng)用發(fā)展.化工技術(shù)經(jīng)濟(jì),2003,21(10):911 11 薛福連.應(yīng)加大聚烯烴熱塑性彈性體.彈性體,2003,13(5):1312 Anon. Eur Plast News.2004,31(3):3813 孔慶江,趙繼芳,李洪江.熱塑料性聚烯烴彈性體在國(guó)內(nèi)發(fā)展

32、及需求研究.化學(xué)與粘合,2004,(3):15215514 于莉,汪文俊,程新建等.EPDM/PP共混型熱塑性彈性體的研究現(xiàn)狀.橡膠工業(yè),2003, 50(10):62562915 段群豐,何和善.動(dòng)態(tài)全硫化EPDM/PP熱塑性彈性體的研究進(jìn)展.塑料科技,2003,(5): 626516 韓秀山,韓曄.國(guó)內(nèi)EPDM/PP發(fā)展概況.橡膠工業(yè),2002,49(1):505617 戈明亮.EPDM/PP熱塑性彈性體研究進(jìn)展.化工新型材料,2002,30(12):161818 .陳慶華,肖荔人.EPDM/PP動(dòng)態(tài)全硫化熱塑性彈性體的研制及應(yīng)用.工程塑料應(yīng)用,2002, 30(5):91219 肖漢文，

33、黃世強(qiáng)，何昌鑫.EPDM/PP共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)與性能.中國(guó)塑料，2001，15（4）：252720 杜遙雪，瞿金平.EPDM/PP熱塑性彈性體的制備新技術(shù).機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程，2002，31（6）：919221 陳商濤,呂英瑩,胡友良.直接共聚法制備功能化聚烯烴研究進(jìn)展.高分子通報(bào),2004, (1):374322 張玉清,黃長(zhǎng)強(qiáng).聚烯烴催化合金技術(shù)新發(fā)展.高分子材料科學(xué)與工程,1999,15(6):202423 楊魁.動(dòng)態(tài)硫化型熱塑性彈性體EPDM/PP的發(fā)展及應(yīng)用.云南化工，2002，29（6）：242524 王元蓀,改性聚氨酯彈性體材料及其制備方法和用途.橡膠工業(yè),2003,50(4):

34、22025 韋新生. 聚氨酯彈性體熱穩(wěn)定性及其改進(jìn)措施.化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料,2003,19(6):131526 張宏元,高建賓,陶永杰.含液晶基元聚氨酯對(duì)普通聚氨酯性能的影響.粘接,2003,24(4):101227 薛福連.新型聚氨酯彈性體市場(chǎng)需求大.化工生產(chǎn)與技術(shù),2003,11(1):628 熱塑性聚氨酯新品種.Mod Plast,2002,79(1):6629 崔政梅譯.新型橡塑并用熱塑性彈性體.現(xiàn)代橡塑,2004,(4):1721The Production Situation and Developing Trend of Thermoplastic ElastomersLiang Cheng (SINOPEC Nanjing Chemical Plant, Nanjing, 210038)ABSTRACTThermoplastic elastomer (TPE) is a type of widely used polymer material with the characteristics of both rubber and plastics. TPE can act as a substitute of rubber in many appli