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1介紹

熱塑性彈性體，簡(jiǎn)稱(chēng)TPE或TPR，是Thermoplastic rubber的縮寫(xiě)。是常溫下具有橡膠的彈性，高溫下具有可塑化成型的一類(lèi)彈性體。熱塑性彈性體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由化學(xué)鍵組成不同的樹(shù)脂段和橡膠段，樹(shù)脂段憑借鏈間作用力形成物理交聯(lián)點(diǎn)，橡膠段是高彈性鏈段，貢獻(xiàn)彈性。塑料段的物理交聯(lián)隨溫度的變化而呈可逆變化，顯示了熱塑性彈性體的塑料加工特性。因此，熱塑性彈性體具有硫化橡膠的物理機(jī)械性能和熱塑性塑料的工藝加工性能，是介于橡膠與樹(shù)脂之間的一種新型高分子材料，常被人們稱(chēng)為第三代橡膠。

自從1958 年Bayer公司制備出熱塑性聚氨酯（ TPU） 以來(lái)，TPE就得到了迅速發(fā)展，尤其是1963年苯乙烯類(lèi)熱塑性彈性體問(wèn)世以后，關(guān)于熱塑性彈性體的制備理論逐步得到完善，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。

2熱塑性彈性體的主要用途

熱塑性彈性體是介于橡膠與樹(shù)脂之間的一種新型高分子材料，不僅可以取代部分橡膠，還能使塑料得到改性。熱塑性彈性體所具有的橡膠與塑料的雙重性能和寬廣的特性，使之在橡膠工業(yè)中廣泛用于制造膠鞋、膠布等日用制品和膠管、膠帶、膠條、膠板、膠件以及膠粘劑等各種工業(yè)用品。同時(shí)，熱塑性彈性體還可代替橡膠大量用在PVC、PE、PP、PS等通用熱塑性樹(shù)脂甚至PU、PA、CA等工程塑料的改性上面，使塑料工業(yè)也出現(xiàn)了嶄新的局面。

3熱塑性彈性體的種類(lèi)

熱塑性彈性體可概括為通用TPE和工程TPE兩個(gè)類(lèi)型，目前己發(fā)展到l0大類(lèi)30多個(gè)品種。從1938年德國(guó)Bayer早發(fā)現(xiàn)聚氨酯類(lèi)TPE，1963年和1965年美國(guó)Phillips和Shell，開(kāi)發(fā)出苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段聚合物TPE，到70年代美歐日各國(guó)開(kāi)始批量生產(chǎn)烯烴類(lèi)TPE以來(lái)，技術(shù)不斷創(chuàng)新，新的TPE品種不斷涌現(xiàn)，構(gòu)成了當(dāng)今TPE的龐大體系，使橡膠工業(yè)與塑料工業(yè)結(jié)合聯(lián)姻大大向前邁進(jìn)了一步。 世界上已工業(yè)化生產(chǎn)的TPE有：苯乙烯類(lèi)（SBS、SIS、SEBS、SEPS）、烯烴類(lèi)（TP0、TPV）、雙烯類(lèi)（TPB、TPI）、氯乙烯類(lèi)（TPVC、TCPE）、氨酯類(lèi)（TPU）、酯類(lèi)（TPEE）、酰胺類(lèi)（TPAE）、有機(jī)氟類(lèi)（TPF）、有機(jī)硅類(lèi)和乙烯類(lèi)等，幾乎涵蓋了現(xiàn)在合成橡膠與合成樹(shù)脂的所有領(lǐng)域。

4熱塑性彈性體的制造方法

通常按制備方法的不同，熱塑性彈性體主要分為化學(xué)合成型熱塑性彈性體和橡塑共混型熱塑性彈性體 2 大類(lèi)。前者是以聚合物的形態(tài)單獨(dú)出現(xiàn)的，有主鏈共聚、接技共聚和離子聚合之分。后者主要是橡膠與樹(shù)脂的共混物，其中還有以交聯(lián)硫化出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)硫化膠（TPE-TPV）和互穿網(wǎng)絡(luò)的聚合物（TPE—IPN）。 現(xiàn)在，TPE以TPS和TPO為中心，在世界各地獲得了迅速發(fā)展，兩者的產(chǎn)耗量已占到全部TPE的80%左右。雙烯類(lèi)TPE和氯乙烯類(lèi)TPE也成為通用TPE的重要品種。其它如TPU、TPEE、TPAE、TPF等則轉(zhuǎn)向了以工程為主。

5熱塑性彈性體的加工

熱塑性彈性體具有硫化橡膠的物理機(jī)械性能和軟質(zhì)塑料的工藝加工性能。由于不需再像橡膠那樣經(jīng)過(guò)熱硫化，因而使用簡(jiǎn)單的塑料加工機(jī)械即可很容易地制成終產(chǎn)品。它的這一特點(diǎn)，使橡膠工業(yè)生產(chǎn)流程縮短了l/4，節(jié)約能耗25%～40%，提率10～20倍，堪稱(chēng)橡膠工業(yè)又一次材料和工藝技術(shù)革命。

制造加工熱塑性彈性體的主要兩種方法是擠塑和注塑成型，模塑成型用得極少。通過(guò)注塑成型來(lái)制造加工熱塑性彈性體，既快速又經(jīng)濟(jì)。用于一般熱塑性塑料的注塑成型方法和設(shè)備均適用于熱塑性彈性體。

熱塑性彈性體還可通過(guò)吹塑、熱成型以及熱焊接進(jìn)行加工。而這些方法均不能應(yīng)用于熱固性橡膠制品。

熱塑性彈性體在加工應(yīng)用上有以下特點(diǎn)：

1、可用標(biāo)準(zhǔn)的熱塑性塑料加工設(shè)備和工藝進(jìn)行加工成型，如擠出、注射、吹塑等。

2、不需硫化，可制備生產(chǎn)橡膠制品，減少硫化工序，節(jié)約投資，能耗低，工藝簡(jiǎn)單、加工周期縮短，生產(chǎn)效率提高，加工費(fèi)用低。

3、邊角廢料可回收使用，節(jié)省資源，也對(duì)環(huán)境保護(hù)有利。

4、由于在高溫下易軟化，所制產(chǎn)品的使用溫度有一定限制。^[1] 

6熱塑性彈性體的性能特點(diǎn)

熱塑性彈性體的優(yōu)點(diǎn)：

（1）可用一般的熱塑性塑料成型機(jī)加工，例如注塑成型、擠出成型、吹塑成型、壓縮成型、遞模成型等。

（2）能用橡膠注塑成型機(jī)硫化，時(shí)間可由原來(lái)的20min左右，縮短到lmin以?xún)?nèi)。

（3）可用壓出機(jī)成型硫化，壓出速度快、硫化時(shí)間短。

（4）生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢料（逸出毛邊、擠出廢膠）和終出現(xiàn)的廢品，可以直接返回再利用。

（5）用過(guò)的TPE舊品可以簡(jiǎn)單再生之后再次利用，減少環(huán)境污染，擴(kuò)大資源再生來(lái)源。

（6）不需硫化，節(jié)省能源，以高壓軟管生產(chǎn)能耗為例：橡膠為188MJ/kg，TPE為144MJ/kg，可節(jié)能25%以上。

（7）自補(bǔ)強(qiáng)性大，配方大大簡(jiǎn)化，從而使配合劑對(duì)聚合物的影響制約大為減小，質(zhì)量性能更易掌握。

（8）為橡膠工業(yè)開(kāi)拓新的途徑，擴(kuò)大了橡膠制品應(yīng)用領(lǐng)域。

熱塑性彈性體的缺點(diǎn)：

TPE的耐熱性不如橡膠，隨著溫度上升而物性下降幅度較大，因而適用范圍受到限制。同時(shí)，壓縮變形、彈回性、耐久性等同橡膠相比較差，價(jià)格上也往往高于同類(lèi)的橡膠。但總的說(shuō)來(lái)，TPE的優(yōu)點(diǎn)仍十分突出，而缺點(diǎn)則在不斷改進(jìn)之中，作為一種節(jié)能環(huán)保的橡膠新型原料，發(fā)展前景十分看好。

7常見(jiàn)熱塑性彈性體種類(lèi)及性能特點(diǎn)

1．苯乙烯類(lèi)TPE

苯乙烯類(lèi)TPE又稱(chēng)TPS，為丁二烯或異戊二烯與苯乙烯嵌段型的共聚物，其性能接近SBR橡膠，是化學(xué)合成型熱塑性彈性體中早被人們研究的品種之一，是目前世界上產(chǎn)量大的 TPE。代表性的品種為苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物（SBS），廣泛用于制鞋業(yè)，已大部分取代了橡膠；同時(shí)在膠布、膠板等工業(yè)橡膠制品中的用途也在不斷擴(kuò)大。SBS還大量用作PS塑料的抗沖擊改性劑，也是瀝青鋪路的瀝青路面耐磨、防裂、防軟和抗滑的優(yōu)異改性劑。 以SBS改性的PS塑料，不僅可像橡膠那樣大大改善抗沖擊性，而且透明性也非常好。以SBS改性的瀝青路面較之SBR橡膠、WRP膠粉，更容易溶解于瀝青中。因此，雖然價(jià)格較貴，仍然得到大量使用。現(xiàn)今，更以防水卷材進(jìn)一步推廣到建筑物屋頂、地鐵、隧道、溝槽等的防水、防潮上面。SBS與S-SBR、NP橡膠并用制造的海綿，比原來(lái)PVC、EVA塑料海綿更富于橡膠觸感，且比硫化橡膠要輕，顏色鮮艷，花紋清晰。因而，不僅適于制造膠鞋中底的海綿，也是旅游鞋、運(yùn)動(dòng)鞋、時(shí)裝鞋等一次性大底的理想材料。 近些年來(lái)，異戊二烯取代丁二烯的嵌段苯乙烯聚合物（S工S）發(fā)展很快，約90%用在粘合劑方面。SBS和SIS的大問(wèn)題是不耐熱，使用溫度一般不能超過(guò)80℃。同時(shí)，其強(qiáng)伸性、耐候性、耐油性、耐磨性等也都無(wú)法同橡膠相比。為此，近年來(lái)美歐等國(guó)對(duì)它進(jìn)行了一系列性能改進(jìn)，先后出現(xiàn)了SBS和SIS經(jīng)飽和加氫的SEBS和SEPS。SEBS（以BR加氫作軟鏈段）和SEPS（以IR加氫作軟鏈段）可使抗沖強(qiáng)度大幅度提高，耐天候性和耐熱老化性也好。日本三菱化學(xué)在1984年又以SEBS、SEPS為基料制成了性能更好的混合料，并將此飽和型TPS命名為“Rubberron”上市。因此，SEBS和SEPS不僅是通用，也是工程塑料用的改善耐天候性、耐磨性和耐熱老化性的共混材料，故而很快發(fā)展成為尼龍（PA）、聚碳酸酯（PC）等工程塑料類(lèi)“合金”的增容劑。此外，還開(kāi)發(fā)了環(huán)氧樹(shù)脂用的高透明性TPS以及醫(yī)療衛(wèi)生用的生體無(wú)毒TPS等許多新的品種。 SBS或SEBS等與PP塑料熔融共混，還可以形成IPN型TPS。所謂IPN，實(shí)際是兩種網(wǎng)絡(luò)互相貫穿在一起的聚合物，故又稱(chēng)之為互穿網(wǎng)絡(luò)化合物。雖然它們大多數(shù)屬于熱固性樹(shù)脂類(lèi)，但也有不少像TPE的以交叉連續(xù)相形態(tài)表現(xiàn)出來(lái)的熱塑性彈性體。用SBS或SES為基材與其他工程塑料形成的IPN—TPS，可以不用預(yù)處理而直接涂裝。涂層不易刮傷，并且具有一定的耐油性，彈性系數(shù)在低溫較寬的溫度范圍內(nèi)沒(méi)有什么變化；大大提高了工程塑料的耐寒和耐熱性能。苯乙烯類(lèi)化合物與橡膠接技共聚也能成為具有熱塑性的TPE，己開(kāi)發(fā)的有EPDM/苯乙烯、BR/苯乙烯、CI-IIR/苯乙烯、NP/苯乙烯等。

2．烯烴類(lèi)TPE

烯烴類(lèi)TPE系以PP為硬鏈段和EPDM為軟鏈段的共混物，簡(jiǎn)稱(chēng)TPO。由于它比其它TPE的比重輕（僅為O．88），耐熱性高達(dá)100℃，耐天候性和耐臭氧性也好，因而成為T(mén)PE中又一發(fā)展很快的品種。1973年出現(xiàn)了動(dòng)態(tài)部分硫化的TPO，1981年出現(xiàn)了*動(dòng)態(tài)硫化型的TPO，性能又大為改觀，高溫度可達(dá)120℃。這種動(dòng)態(tài)硫化型的TPO簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)PV，主要是對(duì)TPO中的PP與EPDM混合物在熔融共混時(shí)，加入能使其硫化的交聯(lián)劑，利用密煉機(jī)、螺桿機(jī)等機(jī)械高度剪切的力量，使*硫化的微細(xì)EPDM交聯(lián)橡膠的粒子，充分分散在PP基體之中。通過(guò)這種交聯(lián)橡膠的”粒子效果”，導(dǎo)致TPO的耐壓縮變形性、耐熱老化性、耐油性等都得到明顯改善，甚至達(dá)到了CR橡膠的水平，因而人們又將其稱(chēng)為熱塑性硫化膠。 利用TPV的耐油性，現(xiàn)已用其替代NBR、CR制造各種橡膠制品。TPV還可以與PE共混，同SBS等其它TPE并用，互補(bǔ)改進(jìn)性能。現(xiàn)在，在汽車(chē)上已廣泛作為齒輪、齒條、點(diǎn)火電線包皮、耐油膠管、空氣導(dǎo)管以及高層建筑的抗裂光澤密封條，還有電線電纜、食品和醫(yī)療等領(lǐng)域，其增長(zhǎng)幅度大大超過(guò)TPS。 近年，在TPV的基礎(chǔ)上推出了聚合型TPO，使TPV的韌性和耐低溫等性能又出現(xiàn)了新的突破。美國(guó)也開(kāi)發(fā)出綜合性能更好的IPN型TPO。1985年又出現(xiàn)*動(dòng)態(tài)硫化型的PP/NBR—TPV，它以馬來(lái)酸酐與部分PP接枝，以部分NBR用胺處理，形成胺封末端的NBR。這種在動(dòng)態(tài)硫化過(guò)程中能形成少量接技與嵌段的共聚物，可取代NBR用于飛機(jī)、汽車(chē)、機(jī)械等方面的密封件、軟管等。這種共混體由于兩種材料極性不同，彼此不能相容，因而在共混時(shí)必須加入MAC增容劑。這類(lèi)增容劑主要有：亞乙基多胺化合物，例如二亞乙基三胺或三亞乙基四胺，還有液體NBR和聚丙烯馬來(lái)酸酐化合物等。 馬來(lái)西亞1988年開(kāi)發(fā)成功了PP/NR TPV，它的拉伸和撕裂強(qiáng)度都很高，壓縮變形也大為改善，耐熱可達(dá)100—125℃。同期，還研發(fā)出PP/ENR--TPV，它是使NR先與過(guò)氧乙酸反應(yīng)制成環(huán)氧化NR，再與PP熔融共混而得。性能優(yōu)于PP/NR-TPV和PP/NBR--TPV，用于汽車(chē)配件和電線電纜等方面。在此期間，英國(guó)又出現(xiàn)了PP/IIR—TPV、PP/CI一IIR—TPV，美國(guó)開(kāi)發(fā)了PP/SBR、PP/BR、PP/CSM、PP/ACM、PP/ECO等一系列熔融共混物，德國(guó)制成了PP/EVA，使PP與各種橡膠的共混都取得了成功。此外，見(jiàn)之于市場(chǎng)的還有EPDM/PVC、 IIR/PE等。 目前，以共混形式采用動(dòng)態(tài)全硫化技術(shù)制備的TPE已涵蓋了11種橡膠和9種樹(shù)脂，可制出99種橡塑共混物。其硫化的橡膠交聯(lián)密度已達(dá)7×10-5mol/ml（溶脹法測(cè)定），即有97%的橡膠被交聯(lián)硫化，抗拉伸長(zhǎng)率大于100%，拉伸變形不超過(guò)50%。 TPV可以用塑料加工通用的吹塑、注塑和擠出成型等方式生產(chǎn)各種零件。吹塑制品有汽車(chē)的空氣凈化器導(dǎo)管、齒輪罩防護(hù)套、聯(lián)軸節(jié)護(hù)套等。注塑制品有塞頭襯墊、反光鏡襯墊、腳踏剎車(chē)襯墊、剎車(chē)增力裝置導(dǎo)管護(hù)套、曲軸罩護(hù)套等，還可制造同步帶。擠出制品有電線電纜護(hù)套、燃料管外層膠和各種密封條。尤其是汽車(chē)上的密封條，使用TPV已成為時(shí)髦，包括實(shí)心和發(fā)泡產(chǎn)品，靜密封和準(zhǔn)動(dòng)/動(dòng)態(tài)密封制品等等，已基本取代了橡膠。 目前在烯烴基TPE中，TPO約占80%一85%，TPV占l5%-20%。為適應(yīng)不同加工方式及用途，一般都在10—20種以上。雖然它們對(duì)具體生產(chǎn)方法和生產(chǎn)量大多未公布，但不外乎都是烯烴類(lèi)的各種熔融共混物。熔融共混的TPV正成為各橡膠、塑料生產(chǎn)廠家競(jìng)相發(fā)展的新型橡塑材料和熱門(mén)的研發(fā)課題。還有各種TPO-TPV之間的相互共混，如EPDM/PP TPV與NBR/PP--TPV，ACM/PP TPV與EPDM/PA-TPV等，也正成新的改性共混材料。

3．二烯類(lèi)TPE

二烯類(lèi)TPE主要為天然橡膠的同分異構(gòu)體，故又稱(chēng)之熱塑性反式天然橡膠（1-NR）。早在400年前，人們作為天然橡膠即發(fā)現(xiàn)了這種材料，但因其產(chǎn)自于與三葉橡膠樹(shù)不同的古塔波和巴拉塔等野生樹(shù)上，因而稱(chēng)為古塔波橡膠、巴拉塔橡膠。這種T—NR用作海底電纜和高爾夫球皮等雖已有100余年歷史，但因呈熱塑性狀態(tài)，結(jié)晶性強(qiáng)，可供量有限，用途長(zhǎng)期未能擴(kuò)展。 1963年以后，美、加、日等國(guó)先后以有機(jī)金屬觸媒制成了合成的T-NR-反式聚異戊二烯橡膠，稱(chēng)之為T(mén)PI。它的微觀結(jié)構(gòu)同異戊橡膠（IR）剛好相反，反式結(jié)合99%，結(jié)晶度40%，熔點(diǎn)67℃，同天然產(chǎn)的古塔波和巴拉塔橡膠極為類(lèi)似。因此，已開(kāi)始逐步取代天然產(chǎn)品，并進(jìn)一步發(fā)展到用于整形外科器具、石膏代替物和運(yùn)動(dòng)保護(hù)器材。近年來(lái)，利用TPI優(yōu)異的結(jié)晶性和溫度的敏感性，又成功地開(kāi)發(fā)作為形狀記憶橡膠材料，倍受人們青睞。 從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，TPI是以高的反式結(jié)構(gòu)所形成的結(jié)晶性作為硬鏈段，再與其余任意形呈彈性相狀態(tài)部分的軟鏈段結(jié)合而構(gòu)成的熱塑性橡膠。同其他TPE比，優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度、耐傷性好，又可硫化，缺點(diǎn)是軟化溫度非常低，一般只有40-70℃，用途受到限制。中國(guó)正在開(kāi)發(fā)中的還有大量產(chǎn)三于湘、鄂、川、貴一帶杜仲樹(shù)上的杜仲橡膠，它也是一種反式l，4聚異戊二烯天然橡膠，資源豐常豐富，頗具發(fā)展?jié)摿Α?1974年，日本公司開(kāi)發(fā)成功BR橡膠（順式一1，4聚丁二烯）的同分異構(gòu)體——間同l，2聚丁二烯，簡(jiǎn)稱(chēng)TPB。它是含90%以上l，2位結(jié)合的間同聚丁二烯橡膠。微觀構(gòu)造系由硬鏈段間同結(jié)構(gòu)的結(jié)晶部分與軟鏈段任意形柔軟部分相互構(gòu)成的嵌段聚合物。雖其耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度不如橡膠，但以良好的透明性、耐天候性和電絕緣性以及光分解性，廣泛用在了制鞋、海綿、光薄膜以及其他工業(yè)橡膠制品等方面。 TPB利TPI同其他TPE的大不同點(diǎn)在于可以進(jìn)行硫化。解決了一般TPE不能用硫磺、過(guò)氧化物硫化．而必須采用電子波、放射線等特殊裝置才。能提質(zhì)改性的問(wèn)題，從而改進(jìn)了TPE的耐熱性、耐油性和耐久性不佳等缺點(diǎn)。TPB可在75-1 10℃的熔點(diǎn)范圍之內(nèi)任意加工，既可用以生產(chǎn)非硫化注射成型的拖鞋、便鞋，也可以利用硫化發(fā)泡制造運(yùn)動(dòng)鞋、旅游鞋等的中底。它較之EVA海綿中底不易塌陷變形，穿著舒適，有利于提高體育競(jìng)技效果。TPB制造的薄膜，具有良好的透氣性、防水性和透明度，易于光分解，十分安全，特別適于家庭及蔬菜、水果保鮮包裝之用。

4．氯乙烯類(lèi)TPE

氯乙烯類(lèi)TPE分為熱塑性PVC和熱塑性CPE兩大類(lèi)，前者稱(chēng)為T(mén)PVC，后者稱(chēng)為T(mén)CPE。TPVC主要是PVC的彈性化改質(zhì)物，又分為化學(xué)聚合和機(jī)械共混兩種形式。機(jī)械共混主要是部分交聯(lián)NBR混入PVC中形成的共混物（PVC/NBR）。TPVC實(shí)際說(shuō)來(lái)不過(guò)是軟PVC樹(shù)脂的延伸物，只是因?yàn)閴嚎s變形得到很大改善，從而形成了類(lèi)橡膠狀的PVC。這種TPVC可視為PVC的改性品和橡膠的代用品，主要用其制造膠管、膠板、膠布及部分膠件。目前70%以上消耗在汽車(chē)領(lǐng)域，如汽車(chē)的方向盤(pán)、雨刷條等等。其他用途，電線約占75%，建筑防水膠片占10%左右。近年來(lái)，又開(kāi)始擴(kuò)展到家電、園藝、工業(yè)以及日用作業(yè)雨衣等方面。 目前，國(guó)際市場(chǎng)上大量銷(xiāo)售的主要是PVC與NBR、改性PVC與交聯(lián)NBR的共混物，現(xiàn)已成為橡膠與塑料共混成功的典型。美、日、加、德等國(guó)家的丁腈橡膠生產(chǎn)廠家皆有大量生產(chǎn)，在工業(yè)上已單獨(dú)形成了PVC/NBR材料，用其大量制造膠管、膠板、膠布等各種橡膠制品。PVC與其他聚合材料的共混物，如PVC/EPDM、PVC/PU、PVC/EVA的共混物，PVC與乙烯、丙烯酸酯的接技物等，也都相繼問(wèn)世投入生產(chǎn)。隨著環(huán)保要求的曰益嚴(yán)格，TPVC逸出的酸氣等始終難以*解決，污染環(huán)境，近來(lái)在世界上的增長(zhǎng)幅度有所下降，使用范圍受到很大影響。 我國(guó)生產(chǎn)使用的TPVC主要有HPVC，從90年代開(kāi)始研究，只有少量生產(chǎn)供應(yīng)。目前以PVC/NBR和PVC/EVA共混的形式居多，除個(gè)別商品共混料外，大多由橡膠加工廠自行參混，廣泛用于制造油罐、膠管、膠鞋等，已部分取代了CR和NBR以及NR、SBR，效果甚佳，用量逐年擴(kuò)大。現(xiàn)CPE橡膠與CPE樹(shù)脂共混的帶有TPE功能的TCPE，也開(kāi)始得到應(yīng)用。今后，TPVC和TCPE有可能成為我國(guó)代替部分NR、BR、CR、SBR、NBR橡膠和PVC塑料的新橡塑材料^[2]  。

5．聚氨酯類(lèi)TPE

聚氨酯類(lèi)TPE系由與異氰酸酯反應(yīng)的氨酯硬鏈段與聚酯或聚醚軟鏈段相互嵌段結(jié)合的熱塑性聚氨酯橡膠，簡(jiǎn)稱(chēng)TPU。TPU具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、耐油性和耐屈撓性，特別是耐磨性為突出。缺點(diǎn)是耐熱性、耐熱水性、耐壓縮性較差，外觀易變黃，加工中易粘模具。目前在歐美等國(guó)主要用于制造滑雪靴、登山靴等體育用品，并大量用以生產(chǎn)各種運(yùn)動(dòng)鞋、旅游鞋，消耗量甚多。TPU還可通過(guò)注塑和擠出等成型方式生產(chǎn)汽車(chē)、機(jī)械以及鐘表等零件，并大量用于高壓膠管（外膠）、純膠管、薄片、傳動(dòng)帶、輸送帶、電線電纜、膠布等產(chǎn)品。其中注塑成型占到40%以上，擠出成型約為35%左右。 近年來(lái)，為改善TPU的工藝加7工性能，還出現(xiàn)了許多新的易加工品種。如適于雙色成型，能增加透明性和高流動(dòng)、高回收的可提高加工生產(chǎn)效率的制鞋用TPU。用于制造透明膠管的無(wú)可塑、低硬度的易加工型TPU。供作汽車(chē)保險(xiǎn)杠等大型部件專(zhuān)用的、以玻璃纖維增強(qiáng)的可提高剛性和沖擊性的增強(qiáng)型TPU等等。特別是在TPU中加入反應(yīng)性成分，在熱塑成型之后，通過(guò)熟成，而形成不*IPN（由交聯(lián)聚合物與非交聯(lián)聚合物形成的IPN）發(fā)展十分迅速。這種IPN TPU又進(jìn)一步改進(jìn)了TPU的物理機(jī)械性能。此外，TPU/PC共混型的合金型TPU，更提高了汽車(chē)保險(xiǎn)杠的安全性能。另外，還有高透濕性TPU、導(dǎo)電性TPU，并且出現(xiàn)了專(zhuān)用于生體、磁帶、安全玻璃等方面的TPU。

8新型熱塑性彈性體研究進(jìn)展

近年來(lái)，隨著高分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展和應(yīng)用（ 即通過(guò)對(duì)材料的分子化學(xué)結(jié)構(gòu)與物性相互關(guān)系的系統(tǒng)研究，可根據(jù)應(yīng)用要求合成出具有特定化學(xué)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)材料） ，以及對(duì)動(dòng)態(tài)硫化理論及技術(shù)的深入研究和開(kāi)發(fā)，許多新型的熱塑性彈性體材料品種不斷問(wèn)世^[3]  ，并形成了初步的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。

1.聚酰胺類(lèi)熱塑性彈性體

聚酰胺類(lèi)熱塑性彈性體（ TPAE） 是指由高熔點(diǎn)結(jié)晶性聚酰胺硬鏈段和非結(jié)晶性的聚醚或聚酯軟鏈段組成的一類(lèi)嵌段共聚物。TPAE 結(jié)構(gòu)中的硬鏈段通常選用聚己內(nèi)酰胺、聚酰胺 66、聚十二內(nèi)酰胺、芳香族聚酰胺等，軟鏈段通常為聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、雙端羥基脂肪族聚醣等。由于軟、硬鏈段可選用的材料范圍廣，聚合度和軟、硬鏈段的共混比可調(diào)節(jié)，因而可根據(jù)不同的用途設(shè)計(jì)和制備性能不同的 TPAE 產(chǎn)品。制備的聚酰胺硬鏈段類(lèi)型決定了 TPAE 的熔點(diǎn)、耐化學(xué)品性和相對(duì)密度; 聚醚或聚酯軟鏈段類(lèi)型決定 TPAE 的低溫特性吸濕性、抗靜電性及對(duì)某些化學(xué)品的穩(wěn)定性; 并且，軟、硬鏈段的用量比對(duì) TPAE 的彈性、硬度和耐化學(xué)品性有決定性影響。因此，控制線型分子鏈中軟、硬鏈段的共混比是生產(chǎn) TPAE 的關(guān)鍵技術(shù)。聚酰胺類(lèi)熱塑性彈性體具有較好的力學(xué)性能和彈性，并且耐磨性和曲撓性?xún)?yōu)良，是一類(lèi)適宜于在高溫下使用的熱塑性彈性體。

2.熱可逆共價(jià)交聯(lián)熱塑性彈性體

熱可逆共價(jià)交聯(lián)熱塑性彈性體是利用狄爾斯 － 阿德?tīng)枺?Diels-Alder） 反應(yīng)，以環(huán)戊二烯（ CPD）為交聯(lián)劑，利用 CPD 與雙環(huán)戊二烯的熱可逆轉(zhuǎn)化特性，將含 CPD 或 DCPD 的衍生物引作含活性基團(tuán)線性聚合物分子的交聯(lián)鍵，使之轉(zhuǎn)化為含－C －C － 共價(jià)交聯(lián)的熱可逆共價(jià)交聯(lián)熱塑性彈性體。

在合成CPD，DCPD衍生物時(shí)，由于所用原料、中間體和產(chǎn)物中含有CPD，DCPD 共軛雙烯環(huán)，有的還含有 C = C 不飽和鍵，使得原料與原料、原料與中間體（ 或產(chǎn)物） 、產(chǎn)物與產(chǎn)物之間極易發(fā)生 Diels-Alder 反應(yīng)，致使產(chǎn)物分離困難，收率較低（ 20% ～50% ） ，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。此外，還要求聚合物大分子主鏈中不能存在雙鍵結(jié)構(gòu)，否則將會(huì)因主鏈雙鍵與CPD發(fā)生Diels-Alder反應(yīng)形成不可逆交聯(lián)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致隨著加工次數(shù)的增加，熱可逆交聯(lián)行為逐漸下降。因此，具有市場(chǎng)應(yīng)用前景的方法是合成出 DCPD（ 或 CPD） 衍生物交聯(lián)劑，然后對(duì)含氯聚合物、含羧基聚合物及含側(cè)羥基聚合物進(jìn)行熱可逆交聯(lián)。

3.茂金屬催化聚烯烴類(lèi)熱塑性彈性體

茂金屬催化聚烯烴類(lèi)TPE早由美國(guó) Dow 化學(xué)公司采用 Insite 技術(shù)開(kāi)發(fā)而成，并于 1994 年推向市場(chǎng)，是近幾年發(fā)展較快的 TPE 品種。茂金屬催化劑具有催化活性高、單活性中心的特點(diǎn)，其催化制備的聚合物具有相對(duì)分子質(zhì)量分布窄、聚合物結(jié)構(gòu)可控等優(yōu)點(diǎn)，已成為繼Ziegler-Natta 催化劑之后的新一代烯烴聚合催化劑。

5.甲殼型液晶熱塑性彈性體

近年來(lái)，兼具高彈性和液晶性的熱塑性液晶彈性體日益成為熱塑性彈性體領(lǐng)域的又一研究熱點(diǎn)。熱塑性液晶彈性體通常是指具有液晶性的三嵌段或多嵌段聚合物，目前具有市場(chǎng)應(yīng)用前景的熱塑性液晶彈性體主要是甲殼型液晶熱塑性彈性體。

5.生物基熱塑性彈性體

傳統(tǒng)的高分子材料主要是以石化資源為原料合成得到的，隨著石油等資源的持續(xù)消耗，高分子材料的發(fā)展面臨巨大的挑戰(zhàn)。為了減少對(duì)石油等資源的依賴(lài)，實(shí)現(xiàn)高分子材料行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，生物基高分子材料越來(lái)越受到人們的關(guān)注。生物基熱塑性彈性體是采用生物質(zhì)單體制備的一類(lèi)熱塑性彈性體材料，由于其單體來(lái)源于自然生物，因此其資源具有很好的可持續(xù)性。

6.新型熱塑性硫化橡膠TPV

隨著動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)的發(fā)展，在通用型熱塑性彈性體（ EPDM/PP TPV） 的基礎(chǔ)上，功能型 TPV 材料（ 如輪胎用TPV、醫(yī)用TPV 等） 的開(kāi)發(fā)制備也成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。