热塑性弹性体

热塑性弹性体热塑性弹性体（TPE）是一类兼具橡胶弹性和塑料塑性的高分子材料，被称为继天然橡胶、合成橡胶之后的“第三代橡胶”。TPE不需要硫化、成型加工简单，具有耐老化、弹性高、可加工性好、可循环利用、分子结构可设计、生产成本低等优点，广泛应用于涂料、黏合剂、本征型抗静电助剂、汽车零部件、运动器材和航天航空等领域。TPE的基本结构、特点和发展历程TPE是由化学性质不同的塑料段（硬段）和橡DOI：10.19825/j.issn.1002-1396.2023.05.15*胶段（软段）组成的嵌段共聚物。其中，硬段间的作用力凝聚成微区（如玻璃化微区或结晶微区），形成分子间的物理交联，在常温条件下具有约束大分子和补强的作用；软段则是自由旋转能力较大的高弹性链段，赋予弹性体材料优异的弹性行为。由于软段和硬段的分子结构不同、所含基团的极性不同，在热力学上出现不相容的现象，形成一种“海岛”型微观聚集态结构。此外，TPE硬段间形成的物理交联点具有热可逆性，即在高温条件下丧失对大分子的约束能力，使材料呈现塑性，可以通过挤出、吹塑等成型工艺进行再加工；而当温度降至常温时，又凝聚恢复“约束作用”，显示出类似硫化胶的弹性、强度和形变特性等力学性能。因此，TPE不仅是一种高性能、高品质的新型高分子材料，同时也是一种环境友好型材料，符合绿色环保发展的要求。TPE的发展历程几种典型的TPE01TPUTPU是一种以多元醇低聚物为软段，二异氰酸酯和小分子扩链剂的反应产物为硬段，通过亲电加成聚合得到的（A-B）n型多嵌段共聚物，具有强度高、耐磨、吸震、可重复加工等优点，在交通运输、航空航天、医疗卫生、日常生活等领域都有重要的应用。02TPSTPS又称苯乙烯嵌段共聚物，是由聚苯乙烯硬段和聚二烯烃软段构成的三嵌段共聚物，具有优良的力学性能、较大的表面摩擦因数、良好的低温性能和加工性能，广泛应用于黏合剂、沥青改性、聚合物改性，以及航空航天、精密仪器、高端机械制造等高精尖领域。03TPEETPEE是一类由结晶性高熔点的芳香族聚酯硬段和无定形聚酯或聚醚软段组成的多嵌段共聚物。其中，硬段材料主要为聚对苯二甲酸乙二酯（PET）或聚对苯二甲酸丁二酯（PBT），赋予TPEE较高的硬度、优异的力学性能及热稳定性；软段材料包括聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丁二醇醚等醇醚或聚己内酯、聚丙交酯等脂肪族聚酯类聚合物，以保证材料在低温时具有良好的柔顺性及回弹性。04TPOTPO是一类由聚烯烃塑料链段和弹性体链段组成的、呈两相分离、兼具弹性及热塑性的共聚物或共混物。其典型结构见下图：TPO的典型化学结构TPO不仅具有良好的分散性、流动性，较强的剪切敏感性和熔体强度，优异的力学性能，良好的可加工性，同时还具有良好的耐紫外线、耐热氧老化性能及更高的热稳定性，广泛用于电线电缆、工业制品、医疗器械、运动鞋等行业。05TPAETPAE分子链是由线性、规整的聚酰胺（PA）链段和挠性聚酯或聚醚链段组成。其中，以脂肪族PA为硬段、聚醚为软段的弹性体，称为聚醚聚酰胺嵌段共聚物（PE-b-PA）；以半芳香酰胺为硬段，脂肪族聚酯、脂肪族聚醚或者脂肪族聚碳酸酯为软段的弹性体，分别称为聚酯酰胺、聚醚酯酰胺和聚碳酸酯酰胺。总结TPE由于具有良好的力学性能、可循环利用及加工方式简单等优点，得到了学术界与工业界的广泛关注。近年来，关于TPE的研究方向主要集中在高性能、功能型，因此，许多新型的TPE品种不断涌现。预计随着高分子合成技术的开发，TPE及其产业化将会蓬勃发展。另外，随着我国环保意