SBS和SIS,S是聚苯乙烯,B是聚丁二烯,I聚异戊二烯,这些术语本身来源于早起的一些化学研究,SBS和SIS究竟为什么可以作为热熔胶的组成部分,是因为其本身的化学结构特殊吗?
聚苯乙烯-聚丁二烯(聚异戊二烯)-聚苯乙烯SBS/SIS是嵌段共聚物,是苯乙烯嵌段共聚物弹性体中一种。想要了解其为什么能成为热熔胶,首先需要知道的就是热塑性弹性体(TPE)的一些条件,要是去看书有点太啰嗦,热塑性弹性体就从字面上去了解就是加热后能软化,可以重新塑造的一些材质体,因为其玻璃化温度Tg不高,与热熔胶中软化点适中匹配,其次加热到一定温度后除了玻璃化温度外,其熔点Tm也应适中,类似常规中热熔胶-摄氏度可以有流动性,如果不具备这些元素,也难以成为胶粘剂的热塑性弹性体原材料。
其中聚苯乙烯存在透明玻璃状态的PS和半结晶状态的PE,单独存在是多是塑料,通常大家经常用的一些塑料袋和一次性餐具中都有聚乙烯,这里简单举例说说聚乙烯的一些用法,其本身远不止于此,在固定的剪切应力中,其伸长率较低,也就是你要让其本身变形并没有那么容易,比如简单的塑料袋,其伸长率其实并不高,别较真,与自行车胎中橡胶带对比才有伤害。除了因为在同等剪切应力下起伸长率不高外,其玻璃化温度Tg和熔点Tm较高,要是单独拿出来并不具备热塑性弹性体。但聚苯乙烯本身的优点在于常温下有较强的应力,不易拉伸,正因如此作为一种元素如果能与另一种材料兼容混合,那就可让目标的产品成为一种有强度又就弹性的东西。
聚丁二烯或聚异戊二烯都是很软的橡胶,轮胎、胶管等橡胶类产品中,它们就是主角,正因他们是橡胶体,有非常软的特点,科学家们不断的尝试发现适量的聚丁二烯或者聚异戊二烯加入到聚苯乙烯,形成嵌段共聚,其性能得到改善,这种改善在早起的研究中也是比较困难,聚苯乙烯S的占并不是我们理解那样1:1配方加入后就是想要的热塑性弹性体,而是一组一组失败的实验得到一些较为合适的配比,最终发现在SBS聚合物中,如果S的占比在53%以上时,其行为特征基本就是聚苯乙烯,并非橡胶弹性体,知道苯乙烯的含量降低到39%左右时,在较低的剪切应力下勉强有橡胶的特点,S含量再降低到28%后,算是成为较为经典的弹性体性能,如果S含量降低到13%,你都能获得橡皮糖的感觉,多大的应力都是软绵绵的感觉。
在多种实验的结果中得到一些结论,聚苯乙烯S的含量原来要较低时,橡胶的特点才能展现出来,这下理解就简单了,把S和B这两种聚合物混合把,S多一点,太硬没弹性,S少一点,少到一定程度,橡胶弹性体就OK了,当然不能太少了,再少你就别研究了,直接用丁二烯或者异戊二烯去做研究就行,已脱离嵌段聚合物类弹性体了。
总结SBS和SIS之所以能成为热熔胶的主要骨架材料,直接原因是SBS和SIS通过一定比率混合了B和I这些橡胶后,表征出这些橡胶的特点出来,同时因为ABA的结构特点,让原本B/I这类橡胶的缺点得到克服,用途更为广泛,在13%-28%含量的S含量的SBS就能得到较好的热塑性弹性体,进而成为工业中热熔胶、压敏胶等胶粘剂的主要原料。
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