热塑性弹性体的发展现状 2

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3．二烯类TPE
    二烯类TPE主要为天然橡胶的同分异构体，故又称之热塑性反式天然橡胶（1-NR）。早在400年前，人们作为天然橡胶即发现了这种材料，但因其产自于与三叶橡胶树不同的古塔波和巴拉塔等野生树上，因而称为古塔波橡胶、巴拉塔橡胶。这种T—NR用作海底电缆和高尔夫球皮等虽已有100余年历史，但因呈热塑性状态，结晶性强，可供量有限，用途长期未能扩展。
6 n6 O0 v, B0 G) |: ~9 r    1963年以后，美、加、日等国先后以有机金属触媒制成了合成的T-NR-反式聚异戊二烯橡胶，称之为TPI。它的微观结构同异戊橡胶（IR）刚好相反，反式结合99%，结晶度40%，熔点67℃，同天然产的古塔波和巴拉塔橡胶极为类似。因此，已开始逐步取代天然产品，并进一步发展到用于整形外科器具、石膏代替物和运动保护器材。近年来，利用TPI优异的结晶性和温度的敏感性，又成功地开发作为形状记忆橡胶材料，倍受人们青睐。
从结构上来说，TPI是以高的反式结构所形成的结晶性作为硬链段，再与其余任意形呈弹性相状态部分的软链段结合而构成的热塑性橡胶。同其他TPE比，优点是机械强度、耐伤性好，又可硫化，缺点是软化温度非常低，一般只有40-70℃，用途受到限制。目前，国际上只有加拿大Polysar和日本Kurary两家在生产，产量估计有万t左右。我国青岛科技大学在近期也开发成功TPI，并进行了使用试验，获得国家技术发明二等奖。另外，我国正在开发中的还有大量产三于湘、鄂、川、贵一带杜仲树上的杜仲橡胶，它也是一种反式l，4聚异戊二烯天然橡胶，资源丰常丰富，颇具发展潜力。
1 K# S; ?  r0 r% b6 Z: ^    1974年，日本JSR公司开发成功BR橡胶（顺式一1，4聚丁二烯）的同分异构体——间同l，2聚丁二烯，简称TPB。它是含90%以上l，2位结合的间同聚丁二烯橡胶，商品名为RB。微观构造系由硬链段间同结构的结晶部分与软链段任意形柔软部分相互构成的嵌段聚合物。目前世界上只有日本一家生产，虽其耐热性、机械强度不如橡胶，但以良好的透明性、耐天候性和电绝缘性以及光分解性，广泛用在了制鞋、海绵、光薄膜以及其他工业橡胶制品等方面，年需求量已超过2.7万t。
    TPB利TPI同其他TPE的最大不同点在于可以进行硫化。解决了一般TPE不能用硫磺、过氧化物硫化．而必须采用电子波、放射线等特殊装置才。能提质改性的问题，从而改进了TPE的耐热性、耐油性和耐久性不佳等缺点。TPB可在75-1 10℃的熔点范围之内任意加工，既可用以生产非硫化注射成型的拖鞋、便鞋，也可以利用硫化发泡制造运动鞋、旅游鞋等的中底。它较之EVA海绵中底不易塌陷变形，穿着舒适，有利于提高体育竞技效果。TPB制造的薄膜，具有良好的透气性、防水性和透明度，易于光分解，十分安全，特别适于家庭及蔬菜、水果保鲜包装之用。
( Y* ~1 F: K1 K) R4．氯乙烯类TPE
, @2 ?0 t+ R! S/ E4 R    分为热塑性PVC和热塑性CPE两大类，前者称为TPVC，后者称为TCPE。TPVC主要是PVC的弹性化改质物，又分为化学聚合和机械共混两种形式。机械共混主要是部分交联NBR混入PVC中形成的共混物（PVC／NBR）。TPVC实际说来不过是软PVC树脂的延伸物，只是因为压缩变形得到很大改善，从而形成了类橡胶状的PVC。这种TPVC可视为PVC的改性品和橡胶的代用品，主要用其制造胶管、胶板、胶布及部分胶件。目前70%以上消耗在汽车领域，如汽车的方向盘、雨刷条等等。其他用途，电线约占75%，建筑防水胶片占10%左右。近年来，又开始扩展到家电、园艺、工业以及
. x+ `' l# G6 h日用作业雨衣等方面。
目前，国际市场上大量销售的主要是PVC与NBR、改性PVC与交联NBR的共混物，现已成为橡胶与塑料共混最成功的典型。美、日、加、德等国家的丁腈橡胶生产厂家皆有大量生产，在工业上已单独形成了PVC／NBR材料，用其大量制造胶管、胶板、胶布等各种橡胶制品。PVC与其他聚合材料的共混物，如PVC／EPDM、PVC／PU、PVC／EVA的共混物，PVC与乙烯、丙烯酸酯的接技物等，也都相继问世投入生产。随着环保要求的曰益严格，TPVC逸出的酸气等始终难以彻底解决，污染环境，近来在世界上的增长幅度有所下降，使用范围受到很大影响。
我国生产使用的TPVC主要有HPVC，从90年代开始研究，只有少量生产供应。目前以PVC／NBR和PVC／EVA共混的形式居多，除个别商品共混料外，大多由橡胶加工厂自行参混，广泛用于制造油罐、胶管、胶鞋等，已部分取代了CR和NBR以及NR、SBR，效果甚佳，用量逐年扩大。目前，生产丁腈橡胶的兰州石化公司也有PVC／NBR共混材料推向市场。南京工业大学和北京化工大学还进一步开发出PVC／NBR与WRP（橡胶粉）、PVC／NBR／CPE／WRP共混的热塑性弹性体。浙江大学系统地开展了PVC／PE、PVC／PS共混体的研究。现今我国已成为仅次于美国的世界TCPE最大的生产使用国，2001年产销量左宜右有达10万t（产能为1 6万t），最大的潍坊亚星化学有7万t的世界级生产装置。此外，还有杭州科利化工等10余家企业生产。其中，CPE橡胶为1.5-2万t，广泛用于电缆、胶管、汽车配件及防水卷材等方面。现CPE橡胶与CPE树脂共混的带有TPE功能的TCPE，也开始得到应用。今后，TPVC和TCPE有可能成为我国代替部分NR、BR、CR、SBR、NBR橡胶和PVC塑料的新橡塑材料。
9 N/ F! g& ?, F% l" c) I* {5．聚氨酯类TPE
% H3 s# f( b- }7 j* c+ p    聚氨酯类TPE系由与异氰酸酯反应的氨酯硬链段与聚酯或聚醚软链段相互嵌段结合的热塑性聚氨酯橡胶，简称TPU，世界产销量已超过20万t，约占PUR（CPU、MPU）的l／5。欧美的TPU最为发达，其产量各达7—8万t，约占世界的3／4，日本和印度各为1．2万t，中国为9 000t。TPU具有优异的机械强度、耐磨性、耐油性和耐屈挠性，特别是耐磨性最为突出。缺点是耐热性、耐热水性、耐压缩性较差，外观易变黄，加工中易粘模具。目前在欧美等国主要用于制造滑雪靴、登山靴等体育用品，并大量用以生产各种运动鞋、旅游鞋，消耗量甚多。TPU还可通过注塑和挤出等成型方式生产汽车、机械以及钟表等零件，并大量用于高压胶管（外胶）、纯胶管、薄片、传动带、输送带、电线电缆、胶布等产品。其中注塑成型占到40%以上，挤出成型约为35%左右。
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近年来，为改善TPU的工艺加7工性能，还出现了许多新的易加工品种。如适于双色成型，能增加透明性和高流动、高回收的可提高加工生产效率的制鞋用TPU。用于制造透明胶管的无可塑、低硬度的易加工型TPU。供作汽车保险杠等大型部件专用的、以玻璃纤维增强的可提高刚性和冲击性的增强型TPU等等。特别是在TPU中加入反应性成分，在热塑成型之后，通过熟成，而形成不完全IPN（由交联聚合物与非交联聚合物形成的IPN）发展十分迅速。这种IPN TPU又进一步改进了TPU的物理机械性能。此外，TPU／PC共混型的合金型TPU，更提高了汽车保险杠的安全性能。另外，还有高透湿性TPU、导电性TPU，并且出现了专用于生体、磁带、安全玻璃等方面的TPU。
在国际上，TPU生产厂家以美日欧为主己达3 0余家之多，品种牌号十分丰富。德国Bayer、BASE，英国ICl（为享斯迈收购）、An ch。r等重点着眼于以制鞋为主，美国的DDE、Mobay和日本的astoran、POIvurethane等以汽车机械部件为主，均共同向周围领域扩张。作为TPU同族的PUR，特别是液体聚氨酯橡胶（’PU又称CPU）的发展尤为迅速，已大量进入胶带、制鞋领域，并己开始步入自行车眙、工业轮胎等方面。用TPU和LPU代替一部分像胶已经指日可待，至于在工程橡胶塑料部件方面的发展更不必待言。此外，在医疗卫生方面用于导管、薄膜、片材、异型件、安全套，电子通讯方面用制电线电缆护套，航空航天方面用其制造贮罐、气球等都是新的增长点。

我国现已成为亚洲最大的PU生产消费大国，2000年产量92万t，现已超百万吨以上，占全球400万t的l／4。目前，对PUR弹性体的需求量也很大，烟台、太原、南京、上海等地有10万t以上的PUR生产能力。2000年PUR产量为8.5万t，其中TPU有0.5万t。制鞋业、合成革业和汽车业是TPR应用增长的头号市场，涂料和粘合剂行业也大有可为。未来几年，上海、南京等世界级16万t以上大型聚氨酯生产基地建成之后．TPU的产量必将成几倍增长，届时我国将以全球最大的TPU鞋底制造业和快速发展的汽车零部件业为中心，构成丰富多彩的TPU世界。
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