苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段熱塑性彈性體的簡(jiǎn)稱，按合成方法不同，SBS的分子結(jié)構(gòu)有線型、星型、飽和型之分。線型和星型結(jié)構(gòu)SBS含有雙鍵，易氧化，不耐紫外線和臭氧。星型結(jié)構(gòu)SBS分子量高，內(nèi)聚強(qiáng)度大，物理交聯(lián)點(diǎn)多，耐熱性和彈性模量比線型SBS高。飽和型SBS即是氫化SBS，因無雙鍵，耐老化性大為提高，但溶解性變差。相態(tài)結(jié)構(gòu)為兩相互不相容的分離結(jié)構(gòu)，聚苯乙烯嵌段聚集成微區(qū)為分散相，起交聯(lián)和增強(qiáng)作用；聚丁二烯嵌段為連續(xù)相，賦予嵌段共聚物彈性和韌性，可以理解為聚苯乙烯（PS）分散于聚丁二烯（PB）基體中。SBS兩相分離結(jié)構(gòu)保留了各自均聚物的許多性能，如有兩個(gè)玻璃化溫度。
分散相的集合形狀可為球形、柱形、層狀，隨兩嵌段的比例不同而變化，如聚苯乙烯含量低于20%，PS相疇是球形；當(dāng)聚苯乙烯含量為20%~35%時(shí)，微區(qū)（相疇）以十分規(guī)則的六角排列柱狀結(jié)構(gòu)分散在聚丁二烯連續(xù)相中；聚苯乙烯含量為50%時(shí)，則呈規(guī)則的夾層結(jié)構(gòu)。形態(tài)結(jié)構(gòu)還與溶劑種類和嵌段的分子量有關(guān)，一般來說，聚苯乙烯的良溶劑有利于形成PS的連續(xù)相，剛性較大，類似高抗沖聚苯乙烯。共聚物嵌段的分子量越大，越有利于微相分離。SBS微觀形態(tài)呈層狀分布時(shí)具有最佳的力學(xué)性能，這可能是SBS中聚苯乙烯含量高剪切強(qiáng)度亦高的原因所在。SBS樹脂中，苯乙烯含量高時(shí)，黏度變小，強(qiáng)度高，粘接力大，但彈性差，耐寒性差；丁二烯含量高時(shí)，膠液黏度大，韌性大，但粘接強(qiáng)度低，耐熱性差，含量在10%~30%較好。由SBS兼具塑料和橡膠的雙重特性，即高溫下呈塑性，室溫下顯彈性，無需硫化則有硫化橡膠的性能，拉伸強(qiáng)度可達(dá)30MPa，伸長率大于800%；不用塑煉，卻有熱塑性塑料的特性，即高溫能熔融，溶劑可溶解。SBS與很多聚合物或低聚合物相容性好。溶解性優(yōu)、熔融黏度低，易與改性等。因此，非常適宜制備多種膠黏劑，并且制成的膠黏劑具有粘接強(qiáng)度較高、快速固化、耐水、耐低溫等優(yōu)點(diǎn)。
SBS膠黏劑主要由樹脂、增粘劑、防老劑和溶劑組成，SBS溶劑型膠黏劑的溶劑選擇很重要。作為SBS的良溶劑必須能同時(shí)溶解PS和PB嵌段，因此溶劑的溶解度參數(shù)σ應(yīng)當(dāng)為7.7~9.4。SBS的良溶劑有苯、甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯化碳等。環(huán)己烷、醋酸乙酯、丁酮、丙酮、四氫呋喃等為良溶劑，正己烷、石油醚、溶劑汽油、異丙醇等為非溶劑。單一溶劑很難滿足要求，一般都采用良溶劑與不良溶劑和非溶劑?；虿涣既軇┖头侨軇┘又軇┡涑傻幕旌先軇?。目前工業(yè)上大多用二元混合溶劑，應(yīng)用最多的是甲苯-環(huán)己烷和二甲苯-環(huán)己烷體系。另外還常用120#汽油-甲苯（4:1）、120#汽油-乙酸乙酯（5:1）、120#汽油-丙酮（5:1）等。其中用120#汽油-甲苯體系可配成成本最低，毒性較小，且其它各項(xiàng)性能良好的SBS膠液。120#汽油-乙酸乙酯對(duì)SBS的溶解性尚可，但對(duì)增黏樹脂松香的溶解性不好。120#汽油-丙酮混合體系可配成溶解性很好，低溫性好的膠液，且成本低、毒性較小。用三元混合體系120#汽油-丙酮-乙酸乙酯（10:1:1）配成的SBS膠具有低成本、無毒和低溫性能好等優(yōu)點(diǎn)。由于SBS溶液并無粘接力，必須配合適當(dāng)?shù)臉渲鲳?。又由于SBS獨(dú)特的兩相結(jié)構(gòu)，所用的增黏樹脂應(yīng)是兩種不同類型的樹脂，其一與PS嵌段相容，另則與PB嵌段相容，兩種樹脂的比例決定著SBS膠黏劑的初黏性和硬度，樹脂的總量決定著最終黏度和強(qiáng)度。通常應(yīng)避免使用與兩嵌段都想相容的增黏樹脂，這樣會(huì)使兩相相容性提高，導(dǎo)致黏結(jié)強(qiáng)度下降，因?yàn)镾BS的優(yōu)異性能緣于兩相分離結(jié)構(gòu)。
選用軟化點(diǎn)高的碳九石油樹脂和淺色古色馬隆樹脂，因與PS嵌段相容而使玻璃化溫度Tg2升高，致使剪切強(qiáng)度提高。萜烯樹脂、松香及其松香酯與PB嵌段相容，賦予初黏性，但降低內(nèi)聚力，因此，用量不宜過大。樹脂還能使良溶劑與非溶劑組成的混合溶劑更好地溶解PS嵌段，實(shí)際上樹脂能起到助溶劑作用。另外，由于SBS樹脂時(shí)高度不飽和的，因此容易受到氧、臭氧、光和熱等作用而氧化、降解或交聯(lián)，耐老化性差，需要加入防老劑（抗氧劑和紫外線吸收劑等），常用的防老劑有264、UV-531等溶劑型SBS膠的基本配方為SBS100，混合樹脂200,防老劑3，汽油420，醋酸乙酯180.溶劑還可使用甲苯：醋酸乙酯：汽油=2:3:5或單純使用環(huán)己烷；膠液固含量約30%。制膠時(shí)按配方將各組分計(jì)量放入桶內(nèi)，自然溶解8h，再以60~150r/min速度約攪拌5h至呈棕色透明或半透明黏稠液體即成。
由于SBS極性低，對(duì)極性材料粘接性差，因此需要對(duì)其進(jìn)行改性。國內(nèi)外常用的改性方法主要有極性單體接枝、極性化合物的化合等。直接化合 向SBS鏈上直接引入酸酐、氯原子、氰基等極性基團(tuán)均可以增加SBS的極性而提高粘接強(qiáng)度。這種引入極性基團(tuán)的方法有時(shí)也稱為接枝，典型的例子是馬來酸酐（MAH）與SBS的反應(yīng)即順酐化反應(yīng)。SBS的順酐化反應(yīng)可用熔融或溶液法實(shí)施，熔融法是將單體和防交聯(lián)劑、引發(fā)劑等助劑先溶于少量丙酮中，把SBS加入到塑化儀中塑化，再把上述配成的溶液加進(jìn)去，反應(yīng)一定時(shí)間即成。熔融法與其它方法相比具有設(shè)備、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，不足的是接枝率較低，SBS分子鏈上的雙鍵在熔融狀態(tài)下易氧化降解。溶液法是將一定比例的SBS和MAH溶于一定量的加甲苯中，升溫至設(shè)定溫度后，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以一定速度滴加BPO的甲苯溶液，滴加完后再反應(yīng)一段時(shí)間后加入對(duì)苯二酚終止反應(yīng)，經(jīng)沉淀干燥的產(chǎn)物。溶液法的接枝率較高，反應(yīng)溫度較低，降低了SBS的氧化降解，因此大多采用此法。把接枝物溶于配置好的溶劑，即成為改性SBS膠黏劑。對(duì)改性膠黏劑的粘接性能研究表明，隨著接枝率提高，與鞋面料剝離強(qiáng)度呈線性提高。當(dāng)接枝率達(dá)3%時(shí)，剝離強(qiáng)度為未改性時(shí)的3~8倍。接枝聚合 利用SBS中的碳碳雙鍵將醋酸乙烯酯、丙烯酸酯等接枝聚合到SBS分子鏈上也可大大提高粘接強(qiáng)度，所用方法一般為溶液法接枝，研究的較多的丙烯酸酯接枝過程為按配方加入SBS和溶劑，待完全溶解后，在攪拌過程中加入單體和引發(fā)劑，反應(yīng)一定時(shí)間后，放入8~10倍甲醇中沉淀、洗滌、干燥后得接枝產(chǎn)物。把接枝產(chǎn)物溶于溶劑則稱為改性SBS膠黏劑，SBS與丙烯酸酯接枝改性后粘結(jié)性能均有所提高。SBS的二元、四元接枝物的性能更為優(yōu)越。SBS與MMA、BA三元接枝，SBS與MMA、AA三元接枝及CR、SBS、MMA、AA四元接枝后配成的改性SBS膠黏劑，由于分子鏈上極性基團(tuán)增多，粘結(jié)性能大大增強(qiáng)。 環(huán)氧樹脂 - www.gxjlmy.com -(責(zé)任編輯：admin) |
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