熱塑性彈性體SIS改性技術(shù)及應(yīng)用

    熱塑性彈性體SIS自1963年問世以來就引起了極大的關(guān)注，它是由苯乙烯與異戊二烯組成的三嵌段共聚物。

    中間是彼此孤立的柔軟橡膠鏈段，兩邊是硬塑料鏈段，在室溫下具有硫化橡膠的性能，在高溫下又呈現(xiàn)可塑性，兼具有良好的彈性和粘結(jié)強度、耐低溫、耐溶解性好、溶液粘度低、固化快等優(yōu)點，所以通常用于與SBS或其他材料配制膠黏劑，主要用作熱熔膠和壓敏膠，用在醫(yī)療、電絕緣、包裝、保護和掩蔽、標志、粘接固定以及復(fù)合袋的層間黏合等。  

    但是，SIS極性小，耐油性和耐溶劑性較差，使其應(yīng)用范圍受到了很大的限制。如在高溫下作膠粘劑或用于粘接鞋、木料等極性基材時存在許多缺點：與極性材料粘接強度不高，耐熱性和耐候性差，特別是用作熱熔壓敏時，其軟化點低。

SIS改性的原理及方法

    目前關(guān)于SIS熱熔壓敏膠改性的研究主要集中在三個方面：第一是對SIS彈性體進行改性，在彈性體上引入極性基團或鏈段，改變分子的極性，包括：環(huán)氧化、接枝改性。

    第二是對SIS壓敏膠進行改性，主要通過加入其他類型的粘結(jié)劑或添加劑來改變粘結(jié)劑的表面張力和極性，從而改進膠黏劑與被粘材料之間的粘結(jié)力；其次通過改變壓敏膠的組分來改性；

    第三是利用電子束或紫外光的照射下，是SIS彈性體的雙鍵斷裂而產(chǎn)生自由基，然后進行分子內(nèi)、分子間以及與其它聚合物之間的聚合、接枝、交聯(lián)等過程。

1）環(huán)氧化改性

    由于聚苯乙烯和聚異戊二烯屬于非極性物質(zhì)，與極性物質(zhì)的混溶性和所形成的粘接劑的間接性都受到限制，對SIS的改性，主要是在其上引入極性基團。將環(huán)氧化改性后得到的ESIS按最佳配方配成的壓敏膠與未改性的SIS按最佳配方配成的壓敏膠進行性能對比。結(jié)果表明，ESIS壓敏膠的剝離強度、持粘性、耐老化性能比未改性的SIS壓敏膠好。

2）接枝改性

    SIS彈性體中存在雙鍵，可以通過接枝增加粘結(jié)劑的初粘性、耐熱性和粘結(jié)性等。采用與聚烯烴結(jié)構(gòu)及表面性能相近的單體與SIS進行接枝。

丙烯酸及丙烯酸酯類接枝

     目前國內(nèi)對SIS與丙烯酸酯類接枝改性的研究，一般采用溶液接枝的方法，以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸丁酯（BMA）、丙烯腈（AN）、丙烯酸（MAH）為單體對SIS進行改性。實驗測定結(jié)果表明在過氧化苯甲酰（BPO）作用下MMA和BMA及其混合物可有效接枝SIS，增強其極性和柔韌性，改進與極性材料表明的粘接性能。

丁基橡膠改性

    由于SIS中的聚異戊二烯鏈段受到氧、熱、光等作用易斷裂而降解和交聯(lián)，影響壓敏膠的性能。丁基橡膠的化學(xué)不飽和度低，加上聚異丁烯鏈的不活潑性，使得丁基橡膠的耐熱和耐氧化性能遠優(yōu)于其它通用橡膠。  

3）SIS壓敏膠改性

SIS彈性體本身沒有初粘性，要將它配成壓敏膠時，必須添加粘結(jié)樹脂、軟化劑、防老劑以及其它添加劑。

    SIS壓敏膠改性，主要有兩種改性方式，其一是改變壓敏膠的組成或含量，根據(jù)膠黏劑的要求選擇不同的增粘樹脂、溶劑及其添加劑或各組份的含量；其二是共混改性，通過加入其它類型的膠黏劑或添加劑來增加體系的極性，使混合粘結(jié)劑與極性面料的粘合力增大，這是目前為了生產(chǎn)特殊性能粘合劑常采用的方法。

     SIS壓敏膠改性可以顯著提高與極性材料的粘結(jié)力，耐熱性和耐候性也一定提高，這種改性比較簡便，所需設(shè)備較簡單，與彈性體改性相比，原料和能源消耗較低，適合于公司生產(chǎn)滿足不同性能要求的粘結(jié)劑。

4）紫外光或電子束改性

    紫外光或電子束改性是在熱熔壓敏膠涂布后，通過短暫的電子束或紫外照射，使SIS彈性體的雙鍵斷裂產(chǎn)生自由基，然后進行聚合反應(yīng)。一般在涂布后，使彈性體冷卻至SIS鏈段的Tg以下，則SIS只進行物理交聯(lián)，再用電子束或紫外照射，則又進行部分化學(xué)交聯(lián)，可以彌補物理交聯(lián)的不足，可以大幅度提高膠黏劑的耐溫性和耐溶劑性，而不影響粘性。

    紫外和電子束改性可以提高剝離強度和持粘性，適合某些特殊領(lǐng)域的應(yīng)用，環(huán)境污染小，原料和能耗極少，是很有發(fā)展前景的一項技術(shù)。

轉(zhuǎn)自《微注塑》