氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物研究进展

从相态结构、改性及其共混等几个角度分别概述了氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)的研究近况,并对SEBS在塑料加工中的应用研究进展作了较详报道。

添加剂对镍系催化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物加氢的影响

考察了镍系催化剂用于苯乙烯 -丁二烯 -苯乙烯嵌段共聚物 (SBS)加氢时添加剂对加氢反应的影响。结果表明 ,六甲基磷酰三胺 (HMPA)是一种较好的添加剂。催化剂的最佳陈化方式为 :于 5 0℃将HMPA加入到环烷酸镍 (简称Ni)中 ,使其充分络合 ,然后加入三异丁基铝 (简称Al)。在 65℃ ,1 96MPa的条件下 ,当Ni用量为 0 0 0 1g/g,HMPA/Ni(摩尔比 )为 1 0 ,Al/Ni(摩尔比 )为 6～ 8时 ,可制得氢化度大于 98%的氢化SBS。

氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物研究进展

概述了氢化苯乙烯 -丁二烯 -苯乙烯嵌段共聚物 (SEBS)国内外生产状况 ,介绍了SEBS生产工艺技术及其加氢催化剂的开发进展 ,提出应加强SEBS的改性及应用技术开发 。

星形氢化异戊二烯-苯乙烯两嵌段共聚物黏度指数改进剂的研制

文章采用活性阴离子聚合设计合成了星形异戊二烯-苯乙烯两嵌段共聚物,采用2-乙基己酸镍/三乙基铝催化体系对聚合物进行加氢,得到了氢化度大于95%的星形氢化异戊二烯-苯乙烯两嵌段共聚物。采用凝胶渗透色谱(GPC)表征了共聚物的分子量及其分布,采用1H-NMR表征了共聚物的微观结构。将星形氢化异戊二烯-苯乙烯两嵌段共聚物用作黏度指数改进剂,对增稠能力和剪切稳定性进行了评价,研究了苯乙烯含量、3,4-聚异戊二烯含量以及聚合物的分子量对黏度指数改进剂性能的影响。

膨胀石墨改性氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/聚丙烯弹性体的制备与性能

分别采用膨胀石墨和纳米Fe3O4插层膨胀石墨改性氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)/聚丙烯(PP)弹性体材料,探讨了膨胀石墨用量及纳米Fe3O4插层复合膨胀石墨对弹性体拉伸性能、回弹性和导电性能的影响规律。结果表明,膨胀石墨的加入可有效提高SEBS/PP弹性体的回弹性和导电性能,当膨胀石墨用量为3.5份(质量)时,弹性体的回弹性最佳,表面电阻率最低,但其拉伸强度有所下降。采用纳米Fe3O4插层膨胀石墨改性SEBS/PP弹性体可有效改善其拉伸性能,并可进一步降低表面电阻率和体积电阻率。

均匀设计法在镍系催化SBS加氢体系中的应用

用环烷酸镍 (Ni) /三异丁基铝 (Al)催化剂对SBS进行溶液均相加氢反应。研究了SBS质量分数、环烷酸镍质量分数、nAl/nNi、反应氢气压力、反应温度等工艺条件对SBS加氢度的影响。同时利用均匀设计法模拟并验证了优化的工艺条件 :SBS质量浓度为 80g/L、环烷酸镍的质量分数为 0 16 7%、nAl/nNi为 6、氢气压力为 2 5MPa、反应温度为 4 5℃、反应时间为 135min。优化工艺参数下的SEBS用溴碘法测其加氢度 ,用紫外光谱法测苯乙烯的变化量 ,结果表明碳碳双键加氢度达到 97 1% ,而苯环加氢度为 3 1% ,说明了该催化剂具有高活性和高选择性。

国产医用SEBS热氧老化行为及机理

医用苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)是针对一次性医疗器械或包装材料的专用基础原料。开展国产医用SEBS热氧老化的研究,对促进我国SEBS材料的发展及医用输液与包装材料的更新换代,具有重要的研究价值和现实意义。文中将国产医用级SEBS进行了加速热氧老化实验,通过凝胶渗透色谱、衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)、原子力显微镜(AFM)等手段对热氧老化过程中国产医用SEBS的性能、微相分离结构、机理等进行了研究,并分析了热氧老化对SEBS性能及结构产生影响的原因。研究发现,老化30 d后,SEBS的拉伸强度由未老化前的10.06 MPa下降到4.09 MPa;黄色指数由13.7升高到59.4;数均相对分子质量由未老化前的113100降低至46000,而相对分子质量分布由1.07升高至3.88;ATR-FT-IR研究发现SEBS老化过程中生成了醇、脂肪族酮和脂肪族酯等化合物;AFM的结果表明老化后SEBS的微相分离结构发生了明显的变化。

SEBS化学交联的热分析动力学研究

采用非等温差示扫描量热(DSC)分析法,在交联剂过氧化二苯甲酰(BPO)存在下,对部分氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)的化学交联过程进行了热分析动力学研究,在不同升温速率下获得SEBS交联反应的DSC升温曲线,采用Model-free(无模型)分析法包括Friedman、Ozawa-Flynn-Wall和Kissinger等三种方法分别对SEBS交联反应进行了热动力学分析,求出其动力学初始参数值,然后用Model-fitting(模型拟合)分析法通过选择动力学模型,采用多元非线性回归优化得到了精确的模型参数。所得动力学模型表明BPO引发的SEBS交联过程经过了三步反应,每步反应的活化能依次减少。此优化的动力学模型可用来预测不同温度下反应时间和交联度之间的关系,表明可通过控制交联温度和反应时间得到所需交联程度的SEBS产品,从而达到其性能设计的目的。

马来酸酐化SEBS对尼龙1212/尼龙6共混体系形态和性能的影响

研究了马来酸酐接枝氢化苯乙烯 丁二烯 苯乙烯嵌段共聚物 (MA SEBS)对尼龙 12 12 尼龙 6共混体系形态和性能影响 .结果表明 ,在以尼龙 6为连续相而尼龙 12 12为分散相时 ,MA SEBS加入大大提高了两相间的相容性 ,导致尼龙 12 12分散相的细化 .透射电镜观察表明 ,共混体系形成特殊的“核 壳”结构 ,处在分散相和连续相间的“壳”MA SEBS起到了很好的相容剂的作用 .在尼龙 12 12 尼龙 6为 30 70时 ,仅用 15 %的MA SEBS ,共混体系即获得超高韧性 .

O-SEBS/PPO复合材料的炭化效应和阻燃性能

以三聚氰胺尿酸盐(MCA)和二乙基次磷酸铝(ADP)2种具有协效作用的为阻燃剂、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MA)为相容剂,制备了充油-氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物/聚苯醚(O-SEBS/PPO)复合材料,并研究了其阻燃性能和力学性能。结果表明,当SEBS-g-MA用量为5.6%、ADP/MCA质量比为1/3、ADP/MCA总添加量为30%时,阻燃复合材料的UL94垂直燃烧级别达到V-0、极限氧指数为29%、断裂伸长率为(525±23)%、硬度为(69±1)A、拉伸强度为(6.80±0.1)MPa。热失重分析和锥形量热仪测试发现,ADP/MCA和SEBS-g-MA的加入提高了材料的初始分解温度和残炭量,降低了材料的峰值放热率(PHRR)、总放热率(THR)、生烟量(SPR)和总生烟量(TSP)。

微胶囊化聚磷酸铵的制备及其在SEBS中的应用

为克服聚磷酸铵(APP)吸湿性大的缺点,采用原位聚合法制备了三聚氰胺甲醛树脂微胶囊包覆的聚磷酸铵(MFAPP),并采用扫描电子显微镜、热失重分析仪等对其进行了表征;同时研究了MFAPP和双季戊四醇(DPER)组成的膨胀阻燃体系在氢化苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)中的应用,测试了其耐水性能、阻燃性能和力学性能。结果表明,所制得的MFAPP表面包覆层完好致密,并且250℃以下热失重率仅为1.629%;SEBS阻燃样条在湿热环境下不会吐白,垂直燃烧级别达到FV-0级,且制成电缆后硬度、断裂伸长率和抗张强度均可以满足要求。

SEBS加氢度的影响因素研究

研究了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)氢化反应中催化剂用量、初始温度、压力、反应时间、搅拌转速、胶液浓度等因素对氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)加氢度的影响。结果表明:SBS氢化反应中催化剂用量应控制在0.12~0.16 mmol·(100 g SBS)^(-1),初始温度应控制在70~75℃,压力应控制在1.0~1.5 MPa,反应时间应控制在1.5~2.0 h;反应釜搅拌转速对SEBS加氢度的影响较大;不同相对分子质量的胶液氢化时应采用不同的胶液浓度。

基于可低温加工SEBS的发泡母粒及微发泡热塑性弹性体的制备

以可低温加工的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)为基体,将偶氮二甲酰胺(AC)发泡剂、助发泡剂和表面活性剂制备成基于SEBS的发泡母粒,并采用双螺杆挤出机将发泡母粒与动态硫化三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)热塑性弹性体材料(TPE)共混熔融挤出,制备了微发泡TPE材料。研究了SEBS引入量与发泡母粒添加量对微发泡TPE样品的密度、拉伸性能以及泡孔形貌的影响。结果表明,当SEBS的质量分数低于6%,发泡母粒的质量分数为3%时,制备的微发泡TPE材料具有较低的密度、较高的拉伸性能,且泡孔规整度达到最优。

SEBS与常用单质炸药的相容性研究

将分子动力学(MD)模拟方法中理论键长变化趋势与差示扫描量热法(DSC)测得的分解温度变化情况相结合,分析了热塑性弹性体氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)与推进剂中常用的单质炸药黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)之间的相容性。MD模拟结果表明:RDX、HMX、CL-20与SEBS共混体系的引发键最大键长随温度的升高而增加,与单质炸药单组分体系相比均没有明显的变化,推测SEBS与RDX、HMX、CL-20共混后稳定性较好,不易发生引发键的断裂。DSC结果中,RDX、HMX、CL-20与SEBS共混后,热分解温度变化均在3℃以内,表明SEBS与RDX、HMX和CL-20之间相容性好。进一步,选择相容性差的二号中定剂(C_(2))和3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)作为对照体系,进行MD模拟和DSC分析发现,引发键最大键长明显增加,DSC热分解温度提前了70℃以上,验证了引发键键长预测相容性优劣的可行性。

黏度指数改进剂HSD的增粘机理

对聚苯乙烯-氢化聚二烯嵌段共聚物(HSD)改性的150SN润滑基础油的性能进行了测试。研究表明HSD具有优异的增粘能力和抗剪切稳定性。动态激光光散射实验表明HSD在溶液中是以胶束形式存在,胶束的流体力学半径(Rh)对温度有依赖性。温度升高,HSD的流体力学半径逐渐增大,在45℃左右,流体力学半径突然减小。实验发现不同的溶剂有不同的转变温度,但变化趋势基本相同。动态流变测试表明随着频率的增加,加入HSD的基础油的弹性模量和损耗模量均增加。在低频时主要表现为弹性效应,高频时则主要表现为粘性效应。随着温度的升高,润滑油的损耗模量逐渐减小,其弹性模量在60℃左右有一个转折点。

SEBS与CaCO_3协同增韧增强PP三元复合材料的制备及性能

利用熔融共混的方法制备了不同碳酸钙(CaCO_3)含量和不同氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)含量的聚丙烯(PP)/SEBS/CaCO_3三元复合材料。研究了CaCO_3加入对PP/SEBS二元复合材料脆-韧转变不同区域力学性能以及形态结构的影响。结果表明,在二元复合材料的脆性区(SEBS添加量是5份),CaCO_3的加入对复合材料的韧性提高效果不明显;在脆-韧转变区(SEBS添加量是20份),CaCO_3的加入能显著提高三元复合材料冲击性能,且在其添加量为10份时,复合材料的缺口冲击强度增加了108%,同时拉伸强度和模量也有一定程度增加。在韧性区(SEBS添加量是40份),CaCO_3的加入对冲击强度的提升不明显。

SEBS-g-MA对PS/PA6共混物的相形态和动态流变行为的影响研究

采用马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS-g-MA)改性聚苯乙烯(PS)/聚酰胺6(PA6)共混物。SEM观察共混物相态发现,随着SEBS-g-MA加入量的增加,PS/PA6双连续相结构并未改变,而PS和PA6的相畴尺寸逐渐变小,加入量超过10%以后,相畴尺寸出现变大的趋势。动态流变测试表明,PS/PA6共混物熔体的复数黏度、储能模量及损耗模量均随SEBS-g-MA的加入而增加,即SEBS-g-MA同时提高了体系的黏性和弹性,但是体系的黏弹比却出现下降,且随加入量的增多,作用程度更为显著。

红外衰减全反射法(ATR)在橡胶产品分析中的应用

将红外衰减全反射法(ATR-FT-IR)和图谱差示法用于橡胶产品的材质和故障分析。在对橡胶产品进行材质分析时,虽然AIR-FT-IR法可无损地直接检测样品,但在所采集的红外光谱图中常含有各种有机和无机添加剂的谱峰,这给橡胶制品的材质分析带来了困难。对所测样品的表面分别用有机溶剂和无机酸处理可排除它们的干扰,最终表明,所分析橡胶产品的成分分别是聚氯乙烯(PVC)和苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS);对存在故障的橡胶产品可采用图谱差示法求出引起故障原因的物质的红外光谱,对于本次分析的样品故障而言,它们分别是抗氧剂和阻燃剂使用不当所致。