SEBS就算你是川大的高分子硕士生,了解的也不多,因为在学校里面,嵌段共聚物这种材料基本上都是一笔带过,且SEBS相对于PP,PE以及工程塑料,他们的产量,用量都是非常的小的,国内的产能也就在20万吨左右,这个跟通用塑料,以及5大工程塑料都是没有办法比的,且国外的产能也不多。
中石化唯一值得骄傲的产品,巴陵石化虽为中石化下面的子公司,但是地处资源缺乏的湖南岳阳,自主研发了SEBS!
国产SEBS占据近60%的国内市场,国内市场平均价格下降近半
SEBS简单的说来就是SBS加氢的产物,加氢之后饱和度提高,耐老化性能,混配性能大大提高,也被称为“橡胶黄金”
由巴陵石化与四川大学、北京化工大学、湖南百利工程科技股份有限公司等联合攻关的“新一代高性能苯乙烯类热塑性弹性体成套技术项目”荣获2014年国家科技进步二等奖。
SEBS是聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物,在常温下,SEBS的聚苯乙烯(PS)段硬塑性嵌段,与中间的乙烯/丁烯(EB)弹性体嵌段,这两种嵌段在热力学上彼此是不相容的,从而产生两相结构,呈微观相分离状态。SEBS的PS段形成相区,分散于EB段形成的橡胶相中,并与EB段形成物理交联网络。随着PS含量的增多,PS相在EB相中的分布从长蠕虫状变成网状结构。
图:医用SEBS应用于输液器材
SEBS不含不饱和双键,因此具有良好的稳定性和耐老化性。SEBS与SBS相比,SEBS的耐热性显著提高,使用温度和加工温度分别可达130℃和290℃,而SBS相应为65℃和200℃耐候性好,暴露实验3000h后,强度保持率为95%;电绝缘性和掺混性也有所改进。尤其具有优异的耐臭氧、耐氧化、耐紫外线和户外的耐候性能,在非动态用途方面可与乙丙橡胶媲美,不需硫化就具有橡胶的优良应用性能,而且可以和热塑性塑料一样热塑加工成型,边角余料可以循环回用而不损害其弹性体的物性和加工性能。在常温下表现出橡胶的高弹性,高温下表现出塑料的流动性。使用中具有较好的耐磨性和柔韧性。
图:SEBS制备的TPE在手套中应用
SEBS的加工温度可与通用塑料聚丙烯相比。SEBS耐无机酸、醇类等化学品,具有良好的溶解性和共混性,能溶于常用的溶剂中,能与许多聚合物共混,能与其他材料如橡胶工业中常用的烷油或环烷油,以及其他聚合物和填料配炼生产特殊用途的制品,不仅可改善共混物的加工性能,也可提高共混物的使用温度。由于SEBS具有优异的性能,自20世纪80年代初正式工业化生产以来,一直是国际上公认的用途广泛的新型弹性体材料。
SEBS结构
SEBS主要商业牌号对照
SEBS具有优异的耐老化性能,既具有可塑性,又具有高弹性,无需硫化即可加工使用,边角料可重使用,广泛用于生产高档弹性体、塑料改性、胶粘剂、润滑油增粘剂、电线电缆的填充料和护套料等。SEBS具有良好的耐候性、耐热性、耐压缩变形性和优异的力学性能:
1、较好的耐温性能,其脆化温度≤-60℃,最高使用温度达到149℃,在氧气气氛下其分解温度大于270℃。
2、优异的耐老化性能,在人工加速老化箱中老化一星期其性能的下降率小于10%,臭氧老化(38℃)100小时其性能下降小于10%。
3、优良的电性能,其介电常数在一千赫为1.3*10-4,一兆赫为2.3*10-4;体积电阻是一分钟9*1016Ω/cm;二分钟为2*1017Ω/cm。
4、良好的溶解性能、共混性能和优异的充油性,能溶于许多常用溶剂中,其溶解度参数在7.2~9.6之间,能与多种聚合物共混,能用橡胶工业常用的工程塑料油类进行充油,如白油或环烷油。
5、无需硫化即可使用的弹性体,加工性能与SBS类似,边角料可重复使用,符合环保要求,无毒,符合FDA要求。
6、比重较轻,约为0.91,同样的重量可生产出更多体积的产品。
7、SEBS具有较好的紫外线稳定性、抗氧性和热稳定性,所以在屋顶和修路用沥青中也可以使用。
8、SEBS与石蜡之间有比较好的相溶性,因此可用作纸制品较柔韧表面涂层。
9、SEBS在加热时没有明显的剪切流动时温度不敏感,因此它可以作为IPN的模板。(IPN的基本原理:两种不相溶的聚合物,可达到缠结链段的相互贯穿,如第就可以通过共价键交联将两种不相溶聚合物"锁定"在一起。)
10、SEBS油共混物的有机溶液可替代天然胶乳制造外科手套等制品,由于SEBS不含不饱和双键且纯度较高,在此且有以下两种优点:(1)抗氧性、抗臭氧性较好;(2)天然橡胶中含有蛋白质,会使某些病人产生危险的过敏反应,而这个共混物就不会。
SEBS自20世纪80年代初正式工业化生产以来,一直是国际上公认的用途广泛的新型弹性体材料,目前其应用范围主要包括以下几个领域:
一、电线电缆
发达国家对环保要求高,欧洲、日本等国已颁布法令限制PVC的使用,而在线材行业中,在低压线材(如耳机线、充电器线、USB线、音频/视频线、电脑线等)领域用TPE代替PVC的作为线材料成为大势所趋。而TPE不含重金属,增塑剂,不含邻苯二甲酸盐,符合SGS对物料接触食物的卫生要求;从业厂家主要有:宁波青湖,东莞豪信,东莞技塑,祈富,东莞安拓普等。
二、汽车零部件
汽车轻量化的趋势下,用TPE作为汽车零部件基材,在保持优异性能的同时,比传统的橡胶密度更小,能有效的降低零部件的重量,从而得到广泛的应用;
目前北美汽车外饰件更多采用TPV材料,原因是其具有更好的压变和耐候性。而SEBS更适用于内饰件,可以作为隔音板、仪表盘和方向盘护套、汽车弹簧的缓冲垫片、汽车驾驶室地毯、汽车刮雨器、汽车挡泥板、汽车车门把手、保险杠、空气导管及软水管等;
美国用在汽车部件行业是SEBS应用最大的领域,大约占SEBS用量的40%,目前有德国胶宝、广州联智等在大力推广此领域,已逐步获得客户认可;
三、包覆材料
利用SEBS共混改性的专用料通过嵌件注射的方式注射到已成型的材料表面形成一层包覆层,就是所谓的TPE包覆材料,这是SEBS最早和最成熟的一个用途。所包覆的材料一般有PVC、PP、PC、PE和PA等,如对PVC型材料的包覆主要是利用SEBS的静摩擦系数大手感好的特点。SEBS可以用于体育器材的包覆、牙刷柄包胶等。
四、建材、家电
SEBS在建材和家电行业主要应用是密封条,建筑用密封条对耐候性耐热性等要求没汽车用的高,因此SEBS比较合适,但国内大多以软质PVC为主,目前已有倾向向SEBS切换,典型企业有安徽万朗集团;
五、医用材料
SEBS摩擦系数低,容易挤出成型,可消毒,安全卫生,不含PVC,易加工上色,耐化学性,可提供超软透明材料,具有可回收、可调整的硬度,符合FDA及重金属含量要求,是公认的环保材料。
六、玩具。
全球75%的玩具是中国制造,对美的占总出口量的60%。目前PVC玩具占主要市场,而随着邻苯类增塑剂的禁止使用,环保的弹性体材-7-料逐渐替代传统的PVC。SEBS具有独特的网络结构和优异的物理性能,以及其共混料的无毒害性和优秀的表面手感,决定了SEBS在玩具方面具有很广阔的前景。当然这点还包括了成人AA情趣用品,比如深圳久烁科技就是这个行业的领导者。