热塑性聚酯弹性体的研究进展与应用.doc

热塑性聚酯弹性体的研究进展与应用 摘要：介绍了国内外热塑性聚酯弹性体（TPEE）研发状况、生产技术及其主要 应用领域，强调随着轨道交通等行业的快速发展，我国加快发展TPEE行业的重要性和迫切性。 关键词：热塑性聚酯弹性体；TPEE；合成；应用 引言 热塑性聚酯弹性体（TPEE，也有称作聚醚酯热塑性弹性体）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线性嵌段共聚物。硬段主要为芳香族聚酯，常见的主要为PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）、PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PTT（聚对苯二甲酸丙二醇酯）等；软段（连续相） 主要为脂肪族聚酯或聚醚，脂肪族聚酯常见的有PGA（聚乙交酯）、PLLA（聚丙交酯）、PCL（聚己内酯）等，聚醚常见的有PEG（聚乙二醇醚）、PPG（聚丙二醇醚）、PTMG（聚四氢呋喃）等[1,2]。其硬段的刚性、极性和结晶性使得TPEE 具有突出的强度和较好的耐高温性、耐油性、耐蠕变性、抗溶剂性及抗冲性；软段的低玻璃化温度和饱和性使得TPEE 具有优良的耐低温性和抗老化性。TPEE 独特结构所呈现的性能特点使得其很快在汽车、电子电气、工业制品、体育用品等领域得到了广泛的应用，而且随着近年来轨道交通的快速发展，TPEE 在车辆缓冲器、铁路枕木垫等方面也表现出强有力的竞争力。 1 TPEE的研究进展 1.1 国外TPEE 研究进展 1972 年，美国DuPont（杜邦）公司率先将自己研制的模塑加工型聚酯弹性体商业化，商品名为Hytrel。同年，日本Toyobo（东洋纺）公司的聚酯弹性体也投放市场[3]，商品名为Pelprene。随后，Hoechst-Celanese、GE、Eastman、AKZO（阿克苏·诺贝尔） 等10 余家公司也相继开发生产出各自的TPEE 产品。国外主要TPEE 生产商及其商品名称（见表1）。 美国DuPont 公司的Hytrel 产品分为很多个系列，如通用型系列（牌号G4074 等）、高性能系列（牌号3078 等）、吹塑系列（牌号BM6574 BK316 等）、吹塑系列（用于汽车防尘罩、盖板等，牌号HTR8139BK 等）、挤出系列（牌号5586 等），还有阻燃系列、可接触食品系列以及采用20 %～60 %非食物生物材料类聚醚多元醇取代了基于石油化工产品的聚醚多元醇的可再生资源热塑性聚酯弹性体系列等等。 日本Toyobo 研发出Pelprene 许多牌号的产品，高熔点、柔软型产品如P95C，可用做美容用热卷发夹等耐热用品；高黏度产品如P55B，可吹塑成型、挤出成型，并且抗屈曲性能、抗龟裂扩展性能大大提高，特别适合做汽车保护罩、 橡胶软导管等；高耐久性产品如P90BD，具有耐高温、耐疲劳、耐油性能，主要用作高温输油管的内管，可在100 ℃热油的苛刻环境下使用；耐候型系列产品如P40U，使用寿命可提高数倍，可用作汽车的外饰品；超耐热型产品如S-1002 等，在170 ℃老化20 d，伸长率保持率仍达90 %以上，主要用作电气配线、控制电缆等；另外还有耐热阻燃型、玻纤增强型产品等[4,5]。 Eastman 公司研制开发出的Ecdel 产品，具有纯度高、耐流体性优异、透明等特性，已用于制作医疗用品。 塞拉尼斯公司开发的Riteflex 产品在-40 ℃到121 ℃的温度范围内具有良好的韧性、抗撕裂和抗挠曲疲劳性能。通过与Ticona 其它聚酯产品的化学结合，Riteflex 不仅具有耐温性能，而且同时也具备了聚酯对通用溶剂、油和油脂及弱酸和弱碱的耐化学性。Riteflex 非增强品级在很宽的范围内可提供不同的邵氏D 硬度。宽阔的性能范围使得Riteflex 呈现多种多样的应用。 DSM 工程塑料公司的Arnitel 系列产品中，既有承自原AKZO 工程塑料公司开发的综合性能优良的EL740（邵氏硬度为74D）等牌号产品，又有为汽车、电子电气、包装、运动休闲、家具等用途研制的一系列新产品，如无卤阻燃类的耐高温、耐化学性以及机械性能优异的产品UM551-V 等。 TPEE 商业化之后，有关硬段和软段的化学组成对其性能影响的研究报道很多，但研究者们更关注TPEE结构、形态与性能以及它们之间的关系。从通过改性提高TPEE 的耐高（低）温性能到如何实现环保、可生物降解，日益深入的研究带动了TPEE 应用领域的不断扩大。 共混改性合金也是TPEE 的一个研究热点。如TPEE 与PBT 共混，可明显改善PBT 的缺口冲击强度和断裂伸长率，GE 公司用TPEE 和PBT 共混复合制成的新品种，可代替RIM-PU（反应注射成型聚氨酯）制作汽车外装材料。研究表明，作为一种非常好的高分子改性剂，TPEE 与PET、PBT、PC（聚碳酸酯）、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯