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　　熱塑性彈性體具有硫化橡膠的物理機(jī)械性能和軟質(zhì)塑料的工藝加工性能。由于不需再像橡膠那樣經(jīng)過(guò)熱硫化，因而使用簡(jiǎn)單的塑料加工機(jī)械即可很容易地制成最終產(chǎn)品。它的這一特點(diǎn)，使橡膠工業(yè)生產(chǎn)流程縮短了1/4，節(jié)約能耗25%～40%，提高效率10～20倍，堪稱(chēng)橡膠工業(yè)又一次材料和工藝技術(shù)革命。

　　熱塑性彈性體是介于橡膠與樹(shù)脂之間的一種新型高分子材料，不僅可以取代部分橡膠，還能使塑料得到改性。熱塑性彈性體所具有的橡膠與塑料的雙重性能和寬廣的特性，使之在橡膠工業(yè)中廣泛用于制造膠鞋、膠布等日用制品和膠管、膠帶、膠條、膠板、膠件以及膠粘劑等各種工業(yè)用品。同時(shí)，熱塑性彈性體還可代替橡膠大量用在pvc、PE、PP、PS等通用熱塑性樹(shù)脂甚至PU、PA、CA等工程塑料的改性上面，使塑料工業(yè)也出現(xiàn)了嶄新的局面。

　　主要熱塑性彈性體發(fā)展現(xiàn)狀

　　1.苯乙烯類(lèi)TPE

　　苯乙烯類(lèi)TPE又稱(chēng)TPS，為丁二烯或異戊二烯與苯乙烯嵌段型的共聚物，其性能最接近SBR橡膠。目前世界TPS的產(chǎn)量已達(dá)70多萬(wàn)t，約占全部 TPE一半左右。代表性的品種為苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SBS)，廣泛用于制鞋業(yè)，已大部分取代了橡膠;同時(shí)在膠布、膠板等工業(yè)橡膠制品中的用途也在不斷擴(kuò)大。SBS還大量用作PS塑料的抗沖擊改性劑，也是瀝青鋪路的瀝青路面耐磨、防裂、防軟和抗滑的優(yōu)異改性劑。

　　以SBS改性的PS塑料，不僅可像橡膠那樣大大改善抗沖擊性，而且透明性也非常好。以SBS改性的瀝青路面較之SBR橡膠、WRP膠粉，更容易溶解于瀝青中。因此，雖然價(jià)格較貴，仍然得到大量使用。現(xiàn)今，更以防水卷材進(jìn)一步推廣到建筑物屋頂、地鐵、隧道、溝槽等的防水、防潮上面。SBS與S- SBR、NP橡膠并用制造的海綿，比原來(lái)PVC、EVA塑料海綿更富于橡膠觸感，且比硫化橡膠要輕，顏色鮮艷，花紋清晰。因而，不僅適于制造膠鞋中底的海綿，也是旅游鞋、運(yùn)動(dòng)鞋、時(shí)裝鞋等一次性大底的理想材料。

　　近些年來(lái)，異戊二烯取代丁二烯的嵌段苯乙烯聚合物(S工S)發(fā)展很快，其產(chǎn)量已占TPS量的1/3左右，約90%用在粘合劑方面。用SIS制成的熱熔膠不僅粘性?xún)?yōu)越，而且耐熱性也好，現(xiàn)已成為美歐日各國(guó)熱熔膠的主要材料。

　　SBS和SIS的最大問(wèn)題是不耐熱，使用溫度一般不能超過(guò)80℃。同時(shí)，其強(qiáng)伸性、耐候性、耐油性、耐磨性等也都無(wú)法同橡膠相比。為此，近年來(lái)美歐等國(guó)對(duì)它進(jìn)行了一系列性能改進(jìn)，先后出現(xiàn)了SBS和SIS經(jīng)飽和加氫的SEBS和SEPS。SEBS(以BR加氫作軟鏈段)和SEPS(以IR加氫作軟鏈段)可使抗沖強(qiáng)度大幅度提高，耐天候性和耐熱老化性也好。日本三菱化學(xué)在1984年又以SEBS、SEPS為基料制成了性能更好的混合料，并將此飽和型 TPS命名為“Rubberron”上市。因此，SEBS和SEPS不僅是通用，也是工程塑料用的改善耐天候性、耐磨性和耐熱老化性的共混材料，故而很快發(fā)展成為尼龍(PA)、聚碳酸酯(PC)等工程塑料類(lèi)“合金”的增容劑。此外，還開(kāi)發(fā)了環(huán)氧樹(shù)脂用的高透明性TPS以及醫(yī)療衛(wèi)生用的生體無(wú)毒TPS等許多新的品種。

熱塑性彈性體再次改革工藝技術(shù)

　　SBS或SEBS等與PP塑料熔融共混，還可以形成IPN型TPS。所謂IPN，實(shí)際是兩種網(wǎng)絡(luò)互相貫穿在一起的聚合物，故又稱(chēng)之為互穿網(wǎng)絡(luò)化合物。雖然它們大多數(shù)屬于熱固性樹(shù)脂類(lèi)，但也有不少像TPE的以交叉連續(xù)相形態(tài)表現(xiàn)出來(lái)的熱塑性彈性體。用SBS或SES為基材與其他工程塑料形成的IPN —TPS，可以不用預(yù)處理而直接涂裝。涂層不易刮傷，并且具有一定的耐油性，彈性系數(shù)在低溫較寬的溫度范圍內(nèi)沒(méi)有什么變化;大大提高了工程塑料的耐寒和耐熱性能。苯乙烯類(lèi)化合物與橡膠接技共聚也能成為具有熱塑性的TPE，己開(kāi)發(fā)的有EPDM/苯乙烯、BR/苯乙烯、CI-IIR/苯乙烯、NP/苯乙烯等。

　　我國(guó)是世界TPS最大消費(fèi)國(guó)，從1980年開(kāi)始以SBS為中心，伴隨著我國(guó)制鞋業(yè)(年產(chǎn)60億雙、占世界膠鞋產(chǎn)量一半)、建筑業(yè)(年用防水卷材13 000萬(wàn)m，其中SBS和APP改性瀝青8000萬(wàn)M2，居世界之首)以及公路業(yè)(高速公路2.5萬(wàn)km，全球第二)對(duì)TPS的需要，1999年為25萬(wàn) t，2000年為30萬(wàn)t，2001年為35萬(wàn)t，估計(jì)2002年可達(dá)40萬(wàn)t。而全國(guó)生產(chǎn)量1999年為8.8萬(wàn)t，2000年為13.3萬(wàn) t，2001年為16.8萬(wàn)t，2002年達(dá)到21.6萬(wàn)t，年均增長(zhǎng)12%以上。目前仍然無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)日益擴(kuò)大的需要.一半以上要從境外進(jìn)口，其中臺(tái)灣 l0萬(wàn)t，80%用于制鞋，其余8萬(wàn)t從韓國(guó)、日本、俄羅斯等地進(jìn)口。2001年，國(guó)內(nèi)SBS用于制鞋方面的有27萬(wàn)t，占78%，公路瀝青改性4.5萬(wàn) t，占13%，其他膠粘劑、防水卷材、塑料改性各占3.8%、3.2%和2%。中國(guó)大陸現(xiàn)己成為世界三大TPS生產(chǎn)基地之一，TPS生產(chǎn)技術(shù)已引入到臺(tái)灣和意大利。

　　2.烯烴類(lèi)TPE

　　烯烴類(lèi)TPE系以PP為硬鏈段和EPDM為軟鏈段的共混物，簡(jiǎn)稱(chēng)TPO。由于它比其它TPE的比重輕(僅為O.88)，耐熱性高達(dá)100℃，耐天候性和耐臭氧性也好，因而成為T(mén)PE中又一發(fā)展很快的品種。自從1972年在美國(guó)由UniroyaI公司以TPR的商品名首先上市以來(lái)，多年以?xún)晌粩?shù)增長(zhǎng)，2000年生產(chǎn)量已達(dá)3 5萬(wàn)t，到2002年估計(jì)可達(dá)40萬(wàn)t。現(xiàn)在，TPO已成為美日歐等汽車(chē)和家電領(lǐng)域的主要橡塑材料。特別是在汽車(chē)上已占到其總量3/4，用其制造的汽車(chē)保險(xiǎn)杠，已基本取代了原來(lái)的金屬和PU。

　　1973年出現(xiàn)了動(dòng)態(tài)部分硫化的TPO，特別是在1981年美國(guó)Mansanto公司開(kāi)發(fā)成功以Santoprere命名的完全動(dòng)態(tài)硫化型的TPO 之后，性能又大為改觀，最高溫度可達(dá)120℃。這種動(dòng)態(tài)硫化型的TPO簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)PV，主要是對(duì)TPO中的PP與EPDM混合物在熔融共混時(shí)，加入能使其硫化的交聯(lián)劑，利用密煉機(jī)、螺桿機(jī)等機(jī)械高度剪切的力量，使完全硫化的微細(xì)EPDM交聯(lián)橡膠的粒子，充分分散在PP基體之中。通過(guò)這種交聯(lián)橡膠的”粒子效果”，導(dǎo)致TPO的耐壓縮變形性、耐熱老化性、耐油性等都得到明顯改善，甚至達(dá)到了CR橡膠的水平，因而人們又將其稱(chēng)為熱塑性硫化膠。

　　利用TPV的耐油性，現(xiàn)已用其替代NBR、CR制造各種橡膠制品。TPV還可以與PE共混，同SBS等其它TPE并用，互補(bǔ)改進(jìn)性能?，F(xiàn)在，在汽車(chē)上已廣泛作為齒輪、齒條、點(diǎn)火電線包皮、耐油膠管、空氣導(dǎo)管以及高層建筑的抗裂光澤密封條，還有電線電纜、食品和醫(yī)療等領(lǐng)域，其增長(zhǎng)幅度大大超過(guò)TPS。

　　近年，德國(guó)又在TPV的基礎(chǔ)上推出了聚合型TPO，使TPV的韌性和耐低溫等性能又出現(xiàn)了新的突破。美國(guó)也開(kāi)發(fā)出綜合性能更好的IPN型TPO。 1985年又出現(xiàn)完全動(dòng)態(tài)硫化型的PP/NBR—TPV，它以馬來(lái)酸酐與部分PP接枝，以部分NBR用胺處理，形成胺封末端的NBR。這種在動(dòng)態(tài)硫化過(guò)程中能形成少量接技與嵌段的共聚物，可取代NBR用于飛機(jī)、汽車(chē)、機(jī)械等方面的密封件、軟管等。這種共混體由于兩種材料極性不同，彼此不能相容，因而在共混時(shí)必須加入MAC增容劑。這類(lèi)增容劑主要有：亞乙基多胺化合物，例如二亞乙基三胺或三亞乙基四胺，還有液體NBR和聚丙烯馬來(lái)酸酐化合物等。 馬來(lái)西亞1988年開(kāi)發(fā)成功了PP/NR TPV，它的拉伸和撕裂強(qiáng)度都很高，壓縮變形也大為改善，耐熱可達(dá)100—125℃。同期，還研發(fā)出PP/ENR--TPV，它是使NR先與過(guò)氧乙酸反應(yīng)制成環(huán)氧化NR，再與PP熔融共混而得。性能優(yōu)于PP/NR-TPV和PP/NBR--TPV，用于汽車(chē)配件和電線電纜等方面。在此期間，英國(guó)又出現(xiàn)了 PP/IIR—TPV、PP/CI一IIR—TPV，美國(guó)開(kāi)發(fā)了PP/SBR、PP/BR、PP/CSM、PP/ACM、PP/ECO等一系列熔融共混物，德國(guó)制成了PP/EVA，使PP與各種橡膠的共混都取得了成功。此外，見(jiàn)之于市場(chǎng)的還有以ET Polvmer、Rucodur等商品出現(xiàn)的EPDM/PVC、 IIR/PE等。 目前，以共混形式采用動(dòng)態(tài)全硫化技術(shù)制備的TPE已涵蓋了11種橡膠和9種樹(shù)脂，可制出99種橡塑共混物。其硫化的橡膠交聯(lián)密度已達(dá) 7×10-5mol/ml(溶脹法測(cè)定)，即有97%的橡膠被交聯(lián)硫化，抗拉伸長(zhǎng)率大于100%，拉伸永久變形不超過(guò)50%。

　　現(xiàn)在以AES公司(Monsanto)生產(chǎn)的代表性品種Santoprene(EPDM/pp-TPV)和Geolast(NBR/PP-TPV) 為主，廣泛用于機(jī)械、電氣、建筑、食品、醫(yī)廳等各領(lǐng)域。尤其是在汽車(chē)上面，已占到30%一40%，國(guó)外每輛小轎車(chē)的TPE用量已達(dá)10kg，約占汽車(chē)零件的lO%。TPV可以用塑料加工通用的吹塑、注塑和擠出成型等方式生產(chǎn)各種零件。吹塑制品有汽車(chē)的空氣凈化器導(dǎo)管、齒輪罩防護(hù)套、聯(lián)軸節(jié)護(hù)套等。注塑制品有塞頭襯墊、反光鏡襯墊、腳踏剎車(chē)襯墊、剎車(chē)增力裝置導(dǎo)管護(hù)套、曲軸罩護(hù)套等，還可制造同步帶。擠出制品有電線電纜護(hù)套、燃料管外層膠和各種密封條。尤其是汽車(chē)上的密封條，使用TPV已成為時(shí)髦，包括實(shí)心和發(fā)泡產(chǎn)品，靜密封和準(zhǔn)動(dòng)/動(dòng)態(tài)密封制品等等，已基本取代了橡膠。

　　最近30多年來(lái)，熱塑性彈性體作為第三代橡膠在世界各地取得了極為迅猛的發(fā)展?，F(xiàn)在，熱塑性彈性體的產(chǎn)量早已逾越第二代的液體橡膠，成為當(dāng)今橡膠工業(yè)的又一新型材料。2000年全球熱塑性彈性體的消耗量已達(dá)140多萬(wàn)t，占到世界橡膠消耗量(1800萬(wàn)t)的8%，估計(jì)2002年已超過(guò)150萬(wàn)t。年均遞增5%～6%，以高出橡膠2.5～3個(gè)百分點(diǎn)快速增長(zhǎng)。