Articles

Elastomer termoplastic

microstructura schematică a copolimerului blocului SBS

TPE a devenit o realitate comercială atunci când polimerii poliuretanici termoplastici au devenit disponibili în anii 1950. în anii 1960, copolimerul blocului de stiren a devenit disponibil, iar în anii 1970 a apărut o gamă largă de TPE. Utilizarea la nivel mondial a TPEs (680.000 tone/an în 1990) crește cu aproximativ nouă la sută pe an. Materialele stiren-butadienă posedă o microstructură în două faze datorită incompatibilității dintre blocurile de polistiren și polibutadienă, primele separându-se în sfere sau tije în funcție de compoziția exactă. Cu un conținut scăzut de polistiren, materialul este elastomer cu proprietățile polibutadienei predominante. În general, acestea oferă o gamă mult mai largă de proprietăți decât cauciucurile convenționale reticulate, deoarece compoziția poate varia pentru a se potrivi obiectivelor finale de construcție.

copolimeri bloc SBS în TEM

copolimeri bloc sunt interesante, deoarece acestea pot „microfaza separat” pentru a forma nanostructuri periodice, ca în stiren-butadienă-stiren (SBS) bloc copolimer prezentat la dreapta. Polimerul este cunoscut sub numele de Kraton și este utilizat pentru tălpi de pantofi și adezivi. Datorită structurii microfine, a microscop electronic de transmisie (TEM) a fost necesar pentru a examina structura. Matricea butadienă a fost colorată cu tetroxid de osmiu pentru a oferi contrast în imagine. Materialul a fost realizat prin polimerizare vie, astfel încât blocurile sunt aproape monodisperse, contribuind astfel la crearea unei microstructuri foarte regulate. Greutatea moleculară a blocurilor de polistiren din imaginea principală este de 102.000; imaginea inserată are o greutate moleculară de 91.000, producând domenii puțin mai mici. Distanța dintre domenii a fost confirmată de împrăștierea razelor X cu unghi mic, o tehnică care oferă informații despre microstructură.Deoarece majoritatea polimerilor sunt incompatibili între ei, formarea unui polimer bloc va duce de obicei la separarea fazelor, iar principiul a fost exploatat pe scară largă de la introducerea polimerilor bloc SBS, în special acolo unde unul dintre blocuri este foarte cristalin. O excepție de la regula incompatibilității este Materialul Noril, unde polistirenul și oxidul de polifenilenă sau PPO formează un amestec continuu unul cu celălalt.

Schematic copolimer bloc cristalin

alte TPE-uri au domenii cristaline în care un tip de bloc co-cristalizează cu alt bloc în lanțuri adiacente, cum ar fi în cauciucurile copoliesterice, obținând același efect ca și în polimerii blocului SBS. În funcție de lungimea blocului, domeniile sunt în general mai stabile decât cele din urmă datorită punctului de topire mai mare a cristalului. Acest punct determină temperaturile de prelucrare necesare pentru modelarea materialului, precum și temperaturile finale de utilizare a produsului. Astfel de materiale includ Hytrel, un copolimer poliester-polieter și Pebax, un copolimer nailon sau poliamidă-polieter.