作为第二代热塑性弹性体的 SEBS 是由 SBS 氢化而得,其性能除了具有优异的耐

老化性能外,还具有较好的力学性能,在伸长率为 0%—150%范围内甚至超过了硫化橡胶,因此应用广泛。SEBS 自壳牌公司于 1972 年工业化以来,目前已在世界范围内形成 15—20 万吨的生产、销售能力,除壳牌外,现已有台橡 2 万吨/年、西班牙的 Repsol1.8 万吨/年、意大利的 Enichem1.5 万吨/年、韩国的 LG2 万吨/年、日本的 Asaki2.0万吨/年的工业装置正在准备运行或已运行。SEBS 是一种极有前途的热塑性弹性体。

    2002 年巴陵石化公司 SEBS 中试装置成功投产,填补国内 SEBS 生产空白,为万吨级工业装置提供了基础。本文对国产 SEBS 充油性能、充油量以及油品牌号的影响进行分析,为用户了解、使用国产 SEBS 提供参考。

1. 实验部分

1.1 主要原料:巴陵石化 SEBS YH-500 和 YH-600 系列产品、不同油品

1.2 工艺流程:

国产SEBS充油性能评价

1.3 性能测试,

1.3.1 硬度

硬度测试采用邵 A 硬度,按 GB/T6031-1998 进行

1.3.2 力学性能

拉伸强度、扯断伸长率测试按 GB/T528-1998 在日本岛津 AG-10TA 电子万能材料试验机上进行

2. 结果与讨论

2.1 充油速度

充油速度的快慢是体现 SEBS 加工性能高低的一个方面,特别是对于混合工艺的生产效率而言。充油速度快的 SEBS,其混合时间短,生产效率高,而且在某种程度上也可以更有效地保证聚合物各祖份的混合均匀程度。在实验中,我们比较了 SEBS YH503 与 G1651 在不同温度下的充油速度,其结果见表 1。

国产SEBS充油性能评价

根据试验结果,我们发现,Shell 的 G1651 充油性能相当不错,在极短的时间可以完成充油过程,相比之下,YH503 则表现稍差,特别在常温下,始终在表面残留有微量的填充油,而高温下的差别就小得多。究其原因,可能是在粒子结构上有所差别造成,如果粒子较疏松,则粒子的吸油速度较快,表现为充油性能好。

2.2 不同牌号填充油对混合料性能影响

在 SEBS 中加入填充油可以减少大分子间的作用力,使分子链柔顺、分子间作用力变小。在宏观上,加入填充油可以增大混合料的柔软性和流动性,提高混合料的弹性。在使用上,填充油应与 SEBS 具有好的相容性,在加工过程中挥发性小,不迁移,耐热、耐光性好,价廉易得。本工作分析了不同牌号填充油和用量对 SEBS 物理机械性能的影晌。、

实验中,我们选取了克拉玛依炼油厂所生产的 PS 白矿油、环烷油,10SN,,SUN 石油公司的白矿油,Hydrobrite380,、石蜡油(P2250)进行了对比,其结果如表所示。

国产SEBS充油性能评价

*: SEBS(YH502): 100 Oil: 120

国产SEBS充油性能评价

*: SEBS: 100 Oil,PS 白矿油,克拉玛依): 120

国产SEBS充油性能评价

*: SEBS(G1651): 100 Oil: 120

国产SEBS充油性能评价

 

 由表可以看出,不同品种的填充油对不同结构的 SEBS 的影响有所不相同,对于白矿油而言,不同厂家的产品则对混合料的影响十分接近,此时影响混合料物理性能的主要因素SEBS 的牌号及其结构。在分子结构相同的情况下,S/EB 和分子量将决定混合料的性能,这由 YH502 和 YH503 的性能对比可以看出,而分子结构一旦发生改变,分子结构则成为决定性能的主要因素,由 YH502 和 YH602 的性能差别可以看出,在分子量基本相同的情况下,采用星型结构的 SEBS 混合料的强度远低于线型结构的 SEBS 混合料。

2.3 不同用量填充油对混合料性能影响

不同用量下填充油对 SEBS 混合料的性能影响如同预测一致,随着填充油用量的增加,其硬度和拉伸强度下降,断裂伸长率上升。令人值得注意的是,经过 130℃×48 小时热空气老化之后,其各项性能指标变化不大,由于 SEBS 自身的耐热性较好,可以在 130℃下长期使用,因此实验老化条件主要评价混合料中填充油在老化条件下对性能的影响。根据实验结果说明所使用的填充油的耐热性较好,在实验的老化条件下,挥发少,在力学性能上反映没有变化。填充油在 SEBS 中的作用机理为,聚合物大分子链常会以次价力而使它们彼此之间形成许多聚合物,聚合物联结点,从而使聚合物具有刚性。这些联结点在分子热运动中是会解而复结的,而且十分频繁。但在一定温度下,联结点的数目却相对稳定,所以是一种动平衡。

加入填充油后填充油的分子因溶剂化及偶极力的作用而插入聚合物分子之间并与聚合物分子的活动中心发生时解时结的联结点。这种联结点的数目在一定温度和浓度的情况下也不会有多大的变化,所以也是一种动平衡。但是由于有了填充油,聚合物的联结点,聚合物之间原有的联结点就会减少,从而使其分子间的力减弱,并导致聚合物材料一系列性能的变化。图 6 中熔体指数曲线图,它是用来衡量塑料熔体流动性的一个重要指标,由于是在低剪切速率下获得,不存在广泛的应力,应变速率关系,因此不能用来研究塑料熔体的粘度与温度,粘度与剪切速率的依赖关系,仅能比较相同结构聚合物分子量或熔体粘度的相对数值。根据图可以看出,随着填充油用量的增加,混合料的流动性急剧上升,与填充油用量的增加表现出一种非线性的关系,流动性增加的幅度高于填充油用量增加的幅度。

3. 结论

不同油品对 SEBS 混合料影响差距十分明显,不同品种的填充油对不同结构的 SEBS 的影响有所不相同,对于白矿油而言,不同厂家的产品则对混合料的影响十分接近。克拉玛依PS 白矿油作为 SEBS 填充油使用在性能上与进口 SUN 石油公司的白矿油(Hydrobrite380)相当,耐高温性能也基本一致。PS 白矿油的用量变化对 SEBS 混合料的影响符合填充油对弹性体性能影响的一般规律。但 10SN 和石蜡油不适合于作为 SEBS 填充油使用。

 

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作者 ab