热塑性聚酯弹性体的生产技术及应用.docx

综述 合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2014， 31（4）：75 CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS 热塑性聚酯弹性体的生产技术及应用 陈 伟，吴建国 （南京聚隆科技股份有限公司，江苏省南京市 210061） 摘 要： 综述了国内外热塑性聚酯弹性体（TPEE）的研发现状、合成技术、性能和应用领域等。TPEE同时具 有橡胶的柔软性、弹性，以及热塑性塑料的刚性和易加工性，通过调节软硬段比例，可使TPEE的弹性和强度处于 橡胶和塑料之间。与其他热塑性弹性体相比，TPEE的耐热性能最高，且在高、低温条件下的力学性能损失小。全球 TPEE需求量增长很快，产能不能满足市场需求，发展前景良好。2013年，国内TPEE的需求量超过35 kt，年增长率达 到10%以上，因此，国内应加大TPEE产业的投入力度，提高其产量和市场竞争力。 关键词： 热塑性聚酯弹性体 嵌段共聚物 合成 热性能 应用 中图分类号： TQ 334.1 文献标识码： A 文章编号： 1002-1396（2014）04-0075-05 热塑性聚酯弹性体（TPEE）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嵌段共聚物。增加 硬段比例可以提高TPEE的硬度、强度、耐热性及 耐油性；增加软段比例可提高TPEE的弹性、低温 挠曲性，但是耐热性、耐油性及机械强度变差。软 硬段的种类、长度和含量均影响TPEE的性能。 TPEE在硬段部分产生结晶微区，形成物理交 联点，稳定制品尺寸，而软段和未结晶的硬段则形 成非晶相[1]。TPEE同时具有橡胶的柔软性、弹性， 以及热塑性塑料的刚性、易加工性，其邵氏硬度 为28~82，可通过调节软硬段比例使TPEE的弹性 和强度处于橡胶和塑料之间。TPEE中聚酯硬段的 刚性、极性和结晶性使TPEE具有优异的耐高温性 和抗油、抗溶剂性，聚醚软段的低玻璃化转变温 度与饱和性为TPEE提供良好的耐低温性和抗老 化性。但TPEE的硬度比一般橡胶高，手感较差，耐 热水和耐强酸性能较差。近年来，通过研究开发 新技术、新品种，使TPEE自身的缺陷得到显著改 善，提升了TPEE的综合性能，使其在汽车、轨道、 工业、电子和高分子材料改性剂等领域具有很强 的市场竞争力。 1 国内外研究进展 TPEE的研究始于1950年左右，1972年，美 国DuPont Engineering Polymers和日本东洋纺有 限公司最先开发成功，商 品名分别为Hytrel和 Pelprene。随后，美国的通用电气、塞拉尼斯，荷 兰的Royal DSM等多家公司也相继开发并生产 了改良增强型、高性能、高功能化、高附加值的 TPEE[2]。按所用软段划分，TPEE可分成聚醚型或 聚酯型。聚醚型以Hytrel和Pelprene-P为代表，是 由高结晶型聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）硬段和 聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）软段构成的嵌段共聚 物。聚酯型则以Pelprene-S和Arnitel-U为代表，其 硬段同样是高结晶型PBT，软段则为聚己内酯。世 界TPEE主要生产商及产能见表1。 商品化的TPEE含有不同的软硬段结构，其 中，硬段聚酯包含聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、 聚对苯二甲酸丙二酯、PBT等，软段包含聚醚[如 聚乙二醇醚（PEG）、聚丙二醇醚（PPG）、PTMG 等]或脂肪族聚酯（如聚乙交酯、聚丙交酯、聚己 内酯等），通过嵌段共聚合可以合成结构不同、 性能各异的TPEE。在TPEE的开发生产方面，美 国和日本居世界前列[3]。日本积水化学工业株式 会社采用二羟基四联苯、己二酸二甲酯和乙二醇 （EG）等在高温条件下熔融缩聚合成多元嵌段共 聚物；Gagnon等[4]采用Pscudomonas Oleovorans微生 收稿日期： 2014-01-27。 修回日期： 2014-04-26。 作者简介： 陈伟，1983年生，硕士， 工程师，2007年毕业于大连工业大学 高分子材料加工工程专业，现主要从 事高分子材料合成及改性工作。 联 系电话：（025E-mail: HYPERLINK mailto:chenwei@njjulong.cn chenwei@njjulong.cn。 . 76 . 合 成 树 脂 及 塑 料 2014 年第 31 卷 表1 世界TPEE主要生产商及产能 Tab.1 World major manufacturers and capacity of the TPEE 生产商 装置地址 商品名 组 成 产能/（kt·a-1） DuPont Engineering Polymers 美国、卢森堡、日本 Hytrel