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耐低温耐磨tpee综述了国内外热塑性聚酯弹性体(TPEE)的研发现状、合成技术、性能和应用领域等。TPEE同时具有橡胶的柔软性、弹性,以及热塑性塑料的刚性和易加工性,通过调节软硬段比例,可使TPEE的弹性和强度处于橡胶和塑料之间。与其他热塑性弹性体相比,TPEE的耐热性能最高,且在高、低温条件下的力学性能损失小。全球TPEE需求量增长很快,产能不能满足市场需求,发展前景良好。
耐低温耐磨tpee热塑性聚酯弹性体是由高熔点、高硬度的结晶型聚酯硬段和玻璃化转变温度较低的非晶型聚醚或聚酯软段组成的嵌段共聚物。增加硬段比例可以提高TPEE的硬度、强度、耐热性及耐油性;增加软段比例可提高TPEE的弹性、低温挠曲性,但是耐热性、耐油性及机械强度变差。软硬段的种类、长度和含量均影响TPEE的性能。TPEE在硬段部分产生结晶微区,形成物理交联点,稳定制品尺寸,TPEE而软段和未结晶的硬段则形成非晶相 [1] 。TPEE同时具有橡胶的柔软性、弹性,以及热塑性塑料的刚性、易加工性,其邵氏硬度为28~82,可通过调节软硬段比例使TPEE的弹性和强度处于橡胶和塑料之间。TPEE中聚酯硬段的刚性、极性和结晶性使TPEE具有优异的耐高温性和抗油、抗溶剂性,聚醚软段的低玻璃化转变温度与饱和性为TPEE提供良好的耐低温性和抗老化性。但TPEE的硬度比一般橡胶高,手感较差,耐热水和耐强酸性能较差。近年来,通过研究开发新技术、新品种,使TPEE自身的缺陷得到显著改善,提升了TPEE的综合性能,使其在汽车、轨道、工业、电子和高分子材料改性剂等领域具有很强的市场竞争力。TPEE
耐低温耐磨tpee国内外研究进展
TPEE的研究始于1950年左右,1972年,美国DuPont Engineering Polymers和日本东洋纺有限公司最先开发成功,商品名分别为Hytrel和Pelprene。随后,美国的通用电气、塞拉尼斯,荷兰的Royal DSM等多家公司也相继开发并生产了改良增强型、高性能、高功能化、高附加值的TPEE [2] 。按所用软段划分,TPEE可分成聚醚型或聚酯型。聚醚型以Hytrel和Pelprene-P为代表,是由高结晶型聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)硬段和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)软段构成的嵌段共聚物。聚酯型则以Pelprene-S和Arnitel-U为代表,其硬段同样是高结晶型PBT,软段则为聚己内酯。
世界TPEE主要生产商及产能商品化的TPEE含有不同的软硬段结构,其中,硬段聚酯包含聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二酯、PBT等,软段包含聚醚[如聚乙二醇醚(PEG)、聚丙二醇醚(PPG)、PTMG等]或脂肪族聚酯(如聚乙交酯、聚丙交酯、聚己内酯等),通过嵌段共聚合可以合成结构不同、性能各异的TPEE。在TPEE的开发生产方面,美国和日本居世界前列 [3] 。日本积水化学工业株式会社采用二羟基四联苯、己二酸二甲酯和乙二醇(EG)等在高温条件下熔融缩聚合成多元嵌段共聚物;Gagnon等 [4] 采用Pscudomonas Oleovorans微生物发酵法制得聚β-羟基辛酸酯,为可生物降解型TPEE,还采用2-羟基丙酸和己内酯为原料,将2-羟基丙酸转化为丙交酯,再通过丙交酯与己内酯共聚合制备可降解TPEE;美国Air Products andChemicals公司采用CO 2 与环氧乙烷共聚合制备交替共聚物——聚碳酸亚乙基酯(PEC),再与CO 2和环氧丙烷继续反应生成PEC与聚碳酸亚丙基酯(PPC)的嵌段共聚物(PEC-PPC),若与聚碳酸环己内酯(PCHC)反应,则生成软段为PEC,硬段为PCHC的嵌段共聚物 [5] 。
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