schemat mikrostruktury kopolimeru blokowego SBS

TPE stało się rzeczywistością komercyjną, gdy termoplastyczne polimery poliuretanowe stały się dostępne w latach 50. w latach 60.stał się dostępny kopolimer blokowy styrenu, a w latach 70. pojawiła się szeroka gama TPE. Światowe zużycie TPE (680 000 ton/rok w 1990 r.) rośnie na poziomie około dziewięciu procent rocznie. Materiały styrenowo-butadienowe posiadają dwufazową mikrostrukturę z powodu niezgodności między blokami polistyrenu i polibutadienu, z których pierwsze dzielą się na kule lub pręty w zależności od dokładnego składu. Przy niskiej zawartości polistyrenu materiał jest elastomerowy z przeważającymi właściwościami polibutadienu. Zasadniczo oferują one znacznie szerszy zakres właściwości niż konwencjonalne kauczuki usieciowane, ponieważ skład może się różnić w zależności od ostatecznych celów konstrukcyjnych.

kopolimer blokowy SBS w TEM

kopolimery blokowe są interesujące, ponieważ mogą „rozdzielać mikrofazy” tworząc okresowe nanostruktury, jak w styren-butadien-styren (SBS) kopolimer blokowy pokazany po prawej stronie. Polimer jest znany jako Kraton i jest używany do podeszew butów i klejów. Ze względu na strukturę mikroskop, transmisyjny mikroskop elektronowy (tem) był potrzebny do zbadania struktury. Matryca butadienowa została zabarwiona tetroksydem osmu, aby zapewnić kontrast na obrazie. Materiał został wykonany przez żywą polimeryzację, dzięki czemu bloki są prawie monodyspersyjne, co pomaga stworzyć bardzo regularną mikrostrukturę. Masa cząsteczkowa bloków polistyrenowych na głównym zdjęciu wynosi 102 000; wstawiony obraz ma masę cząsteczkową 91 000, wytwarzając nieco mniejsze domeny. Odstępy między domenami zostały potwierdzone przez rozpraszanie promieni rentgenowskich o małym kącie, technikę, która daje informacje o mikrostrukturze.Ponieważ większość polimerów są niezgodne ze sobą, tworząc polimer blokowy zwykle powoduje separację faz, a zasada została szeroko wykorzystana od czasu wprowadzenia polimerów blokowych SBS, zwłaszcza gdy jeden z bloków jest wysoce krystaliczny. Wyjątkiem od zasady niezgodności jest materiał Noryl, w którym polistyren i tlenek polifenylenu lub PPO tworzą ze sobą ciągłą mieszankę.

schemat krystaliczny kopolimer blokowy

Inne TPE mają domeny krystaliczne, w których jeden rodzaj bloku współkrystalizuje z innym blokiem w sąsiednich łańcuchach, takich jak w gumach kopoliestrowych, osiągając taki sam efekt jak w polimerach blokowych SBS. W zależności od długości bloku domeny są na ogół bardziej stabilne niż te ostatnie ze względu na wyższą temperaturę topnienia kryształu. Punkt ten określa temperatury obróbki potrzebne do ukształtowania materiału, a także ostateczne temperatury użytkowania produktu. Takie materiały obejmują Hytrel, kopolimer poliestrowo-polieterowy i Pebax, kopolimer nylonowy lub poliamidowo-polieterowy.