熱塑性彈性體PPT演示課件(PPT 60頁)

1、第二節(jié) 熱塑性彈性體1第1頁，共60頁。2一、TPE概念及其分類1.TPE概念熱塑性彈性體(Thermoplasticelastomer，縮寫TPE)是指這樣一類高分子材料：“在常溫下顯示橡膠彈性、高溫下又能塑化成型的材料”。第2頁，共60頁。3第3頁，共60頁。4第4頁，共60頁。5在常溫下它具有橡膠那樣的彈性變形性能；在加熱到一定溫度，它又具有熱塑性塑料那樣的加工工藝性能；它擺脫了橡膠硫化的生產(chǎn)方法，而用熱塑性塑料的成型加工方法(注塑、擠出、吹塑、發(fā)泡等)來生產(chǎn)彈性體零件。在這類高分子材料身上將橡膠和塑料的優(yōu)點匯集于一體；加工方便、生產(chǎn)率高，廢料可以回用。第5頁，共60頁。62.熱塑性彈性

2、體主要包括以下幾大類:聚氨酯類熱塑性彈性體（TPU）聚苯乙烯類熱塑性彈性體(TPS) 聚酯類熱塑性彈性體(TPEE)聚烯烴類熱塑性彈性體(TPO) 還可按交聯(lián)類型分為物理交聯(lián)型和化學交聯(lián)型也可按結(jié)構(gòu)特點，分為嵌段聚合物、接技聚合物和其它類型等第6頁，共60頁。7第7頁，共60頁。8第8頁，共60頁。9第9頁，共60頁。10第10頁，共60頁。11第11頁，共60頁。12第12頁，共60頁。13第13頁，共60頁。14第14頁，共60頁。15第15頁，共60頁。16第16頁，共60頁。17第17頁，共60頁。18第18頁，共60頁。19第19頁，共60頁。20第20頁，共60頁。21第21頁，共

3、60頁。22第22頁，共60頁。23第23頁，共60頁。24第24頁，共60頁。25第25頁，共60頁。26第26頁，共60頁。27第27頁，共60頁。28第28頁，共60頁。29第29頁，共60頁。30第30頁，共60頁。31第31頁，共60頁。32第32頁，共60頁。33第33頁，共60頁。34第34頁，共60頁。35第35頁，共60頁。36二、TPE的結(jié)構(gòu)特征、性能整個高分子鏈的一部或全部是由具有橡膠彈性的鏈段所組成，這一部分被叫做“橡膠段”或“軟段”；在低溫下，又有使大分子鏈之間形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而約束大分子的某種成分存在,這些約束成分則被稱為“塑料段”或“硬段”；這些“硬段”起著分子間

4、化學或物理的交聯(lián)作用和補強效應(yīng)；“硬段”聚集起來形成的交聯(lián)范圍，稱為物理交聯(lián)區(qū)域。第36頁，共60頁。37聚硅氧烷嵌段共聚物結(jié)構(gòu)圖第37頁，共60頁。381.熱塑性彈性體的特征在高溫下，這些分散相或約束成分又會在熱的作用下喪失能力，聚合物經(jīng)熔化或熔融呈現(xiàn)塑性，這種化學或物理交聯(lián)性質(zhì)的可逆性：即在高溫下失去約束大分子組成的能力，呈現(xiàn)塑性；降至常溫時，這些“交聯(lián)”又恢復(fù)，而起類似硫化橡膠交聯(lián)點的作用。第38頁，共60頁。39由于這種聚合物鏈結(jié)構(gòu)特點和交聯(lián)狀態(tài)的可逆性：一方面在常溫下顯示硫化膠的彈性、強度和形變特性等物理機械性能，可替代一般硫化膠制造某些橡膠制品；另一方面，在高溫下硬段會軟化或熔化，

5、在加壓下呈現(xiàn)塑性流動，顯現(xiàn)熱塑性塑料的加工特性。第39頁，共60頁。402.熱塑性彈性體的與一般橡膠體的區(qū)別在:不需要硫化即可加工，這就使橡膠工業(yè)可從繁重的體力勞動中得到解脫，節(jié)省了能量，減少了設(shè)備投資，人力投入等，盡管它的原材料較貴，綜合起來，它的生產(chǎn)成本仍有所降低。第40頁，共60頁。41三、TPE的配方、加工和應(yīng)用第41頁，共60頁。42第42頁，共60頁。43第43頁，共60頁。44第44頁，共60頁。451.應(yīng)用領(lǐng)域:膠鞋、粘合劑、汽車零部件、電線電纜、膠管、涂料、擠出制品、摻合劑等等方面的大量使用;在橡膠制品方面除了不適于制造充氣輪胎外，非胎制品已有不少可以取代，如汽車部件、部分橡

6、膠機械制品;建筑、電絕緣、食品和飲料包裝以及醫(yī)療衛(wèi)生等多方面的應(yīng)用第45頁，共60頁。462.市場前景目前熱塑性彈性體已發(fā)展到十幾個品種，已取代部分天然橡膠、合成橡膠和塑料;其中汽車用熱塑性彈性體是最重要的應(yīng)用領(lǐng)域，占到三分之一，其次是建筑業(yè)、醫(yī)用和日用生活制品。第46頁，共60頁。47四、新型彈性體茂金屬聚合物1.茂金屬催化劑及其性能茂金屬催化劑活性高，已開發(fā)應(yīng)用的茂金屬催化劑有三種基本結(jié)構(gòu)：即普通茂金屬結(jié)構(gòu)橋鏈茂金屬結(jié)構(gòu)限定幾何構(gòu)型茂金屬結(jié)構(gòu)第47頁，共60頁。482.茂金屬聚合物茂金屬是指由過渡金屬(如鋯、鈦、鉿等)與環(huán)戊二烯(Cp)相連所形成的有機金屬配位化合物，以這類有機金屬配位化合

7、物合成的高分子材料稱為茂金屬聚合物與傳統(tǒng)催化劑相比，茂金屬催化劑活性高，還具有單活性中心反應(yīng)優(yōu)勢、單體選擇優(yōu)勢、立體選擇優(yōu)勢,并可控制聚合物中乙烯基的不飽和度等突出特點。第48頁，共60頁。49已成功地合成出了一系列新型材料,如m-LDPE、m-LLDPE、m-ULDPE、m-HDPE、m-HMHDPE、m-iPP、m-sPP、m-sPS、m-COC(環(huán)烯烴）、茂金屬-烯烴共聚物和熱塑性聚烯烴彈性體等。第49頁，共60頁。503.茂金屬聚合物的加工性能、茂金屬聚合物的應(yīng)用(1)m-PE 1991年首先由ExxonChem.Co.采用單活性中心催化技術(shù)合成出了m-LLDPE產(chǎn)物，具有如下優(yōu)點：分

8、子質(zhì)量高、分子質(zhì)量分布窄、支鏈短、支鏈少、密度低、純度高、透明性好及抗污染能力強。第50頁，共60頁。51第51頁，共60頁。52沒有晶點，產(chǎn)品力學性能好，表現(xiàn)為強度高、韌性好、耐穿刺能力好，封口溫度低、熱封溫度范圍寬，是熱封袋及復(fù)合薄膜熱封層的重要材料。m-PE的缺點是：加工性能較差，表現(xiàn)為熔點低、熔融速度快、熔體粘度大、熔體強度差，這是1995年以前第一代m-PE的主要缺點。 第52頁，共60頁。53通過與普通LDPE混用，改進加工設(shè)備和對聚合過程進行不斷的改進，基本上解決了m-PE加工困難的問題。已有的實驗結(jié)果表明，采用混用方式簡單有效，拓寬了m-LLDPE分子質(zhì)量分布窄、難加工的缺點，

9、也彌補了傳統(tǒng)聚乙烯膜材料物理力學性能不足的缺欠。第53頁，共60頁。54m-PE應(yīng)用肉腸薄膜洗潔精包裝洗發(fā)精用膜、洗衣粉包裝用膜第54頁，共60頁。55(2)m-PP 無規(guī)PP一直被視為等規(guī)PP的副產(chǎn)物，直到1988年用茂金屬催化劑才制得了高收率的m-PP產(chǎn)品。m-PP較普通齊格勒-納塔催化劑聚合的PP流動性好、強度高、硬度大、耐熱性好、熔點低。第55頁，共60頁。56家用器皿、薄壁食品包裝容器(杯子、蓋子)、薄壁多媒體包裝(CD/DVD盒)等。第56頁，共60頁。57(3)m-sPSPS有三種結(jié)構(gòu)形式，即aPS、sPS、iPS。aPS熱變形溫度低、iPS脆性大；sPS中苯環(huán)交替排列在分子鏈兩

10、側(cè)。sPS優(yōu)點：產(chǎn)品熔點高，耐水、熱、化學藥品、溶劑(有機溶劑除外)；密度小、加工前無需干燥、抗水解能力強，成型性好；具有與PBT、PA、PPS類似的物理機械性能。缺點：結(jié)晶速度慢、通過加入成核劑可以改進。第57頁，共60頁。58m-sPS應(yīng)用領(lǐng)域：電子、電器工業(yè)：替代PA、PET、PBT。汽車工業(yè)：發(fā)動機部件、保險杠、燃油分配轉(zhuǎn)子等，替代PA、PET、PBT。食品包裝：m-sPS耐濕性、抗蒸汽性高，用于微波爐托盤、器皿。工業(yè)薄膜：m-sPS膜拉伸強度、透明性類似BOPET，韌性與玻璃紙相似，耐酸、堿、熱水及低吸濕膨脹性、良好的電性能等，優(yōu)于BOPET，可制作像紙、電絕緣膜。第58頁，共60頁。59(4)m-E/S共聚物乙烯/苯乙烯相容性較差，使用傳統(tǒng)的催化劑和聚合工藝難于合成出苯乙烯含量超過5%的性能優(yōu)良的E/S共聚物。采用茂金屬催化體系合成的m-E/S無規(guī)共聚物，其E/S共聚物的性能可從半晶態(tài)類的橡膠類過渡到