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SEBS发泡特性、体系以及鞋材上应用

SEBS是以聚苯乙烯为末端段,以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。


图 SEBS的分子结构


苯乙烯为SEBS硬段,具有较强的刚性,对于SEBS的性能有最重要的影响。随着S段含量的提高,弹性体的硬度、强度都会提高,但弹性会下降。


SEBS弹性体是一种多用途的合成橡胶,是使用性能优、应用领域广的环境友好型高分子材料。下面我们将从SEBS的发泡特性、发泡体系、鞋材应用三个方面进行阐述。


一、SEBS发泡特性


SEBS热塑性弹性体是介于橡胶与树脂之间的一种新型高分子材料,不仅可以取代部分橡胶,还能使塑料得到良好的改性。


SEBS具有与传统橡胶相同的弹性、回复性、强韧性与耐候性,及热塑性塑料一样容易加工成型的特性且可以再回收使用等优点。


图 SEBS粉料和粒料


而且它与其它的塑料原料具有极佳的兼容性,且由于SEBS可藉由添加扩展油来调整材料软硬度,故可制得硬度范围广泛的发泡制品,发泡成品硬度范围可为5C-60C,比重极低,在0.08-0.3之间。


SEBS因具有热可塑的特性,故发泡后的成型品亦可再进行二次定型以制得形状复杂的成品,且发泡成品可再回收利用。


SEBS材料发泡特性主要在于以下6点:


  1. 压缩变形、止滑的特性优于EVA发泡板,其物理特性与传统的CR、EPDM、SBR相近,具有制程简单、无橡胶异味、易调色等优点。

  2. 因脂肪族双键已饱和化,具有耐天候、紫外线、氧、臭氧和热的优点。

  3. 可使用于加入各种橡胶/塑料之混炼品混合,或者用于各种热可塑性橡/塑料中作为耐冲击、止滑、耐磨、抗压缩、耐寒之改质材料。

  4. 具有类似CR、SBR或PU发泡材的柔软触感,但制程更加简易且不具异味或吐霜之困扰。

  5. 与其它高发泡、低比重的柔软发泡材相比,具有较佳的物性与尺寸安定性。

  6. 拉伸回复性与伸长率优异。


其它特性包括:可塑性佳;高强韧度;触感佳;高耐压缩性;高柔软性;耐候性佳;产品雾面佳;高止滑性和耐低温性等。


二、SEBS发泡体系


对SEBS发泡材料而言,其发泡系统与一般EVA发泡系统相同,就是以过氧化物架桥,再以化学发泡剂发泡,形成独立泡体的发泡材料。


SEBS发泡材料受热熔融时,胶体的粘度急速下降,在发泡过程中,为了保持住气体,胶体必须具有一定的粘弹性,因此必须添加架桥剂。


SEBS发泡材料建议采用的架桥方式为过氧化物架桥。过氧化物架桥所使用的架桥剂以DCP(Dicumyl peroxide)为最常见。


不过由于SEBS是属于类橡胶的材质,且属于饱和结构,因此其在架桥时,会较一般EVA困难,所以SEBS发泡材料所添加的架桥剂或架桥助剂量会较一般EVA发泡材料略多。



SEBS发泡材料在模外发泡时,架桥度与胶体熔融粘度呈线性关系。


若发泡比加硫(架桥)早太多,制品表面会因有气体排出而易产生连续气泡甚至造成发泡制品破裂。若加硫比发泡太早发生,则会因胶体架桥粘度上升,使发泡不易进行,呈现发泡不足的状况。


故对SEBS发泡而言,发泡速率与架桥速率的搭配极为重要,建议最好能呈现先架桥后发泡的状态,但架桥与发泡时间不可差距过大,如此所得的发泡成品性能最佳。


SEBS在选用化学发泡剂时,应注意其适用于非结晶聚合物,发泡剂的分解温度应比聚合物的流动温度高出10℃左右。


SEBS发泡建议使用高温型偶氮化合物化学发泡剂-偶氮二甲酰胺(Azodicarbonamide-ADCA)为主,其为浅橙色粉末,分解温度190℃~210℃,发气量220ml/g,可藉发泡助剂(ZnO、尿素等)将发泡反应温度调整到150~200℃之间,分解的残留物无毒、无污染,经FDA 认可,为最广泛使用之发泡剂。  


三、SEBS鞋材应用


EVA发泡鞋材因其良好的柔韧性、弹性,优异的耐化学品和着色性能、较轻的重量,被广泛应用于各类运动鞋底上,被广大运动鞋底生产厂商所接受,成为运动鞋材的代名词。


但EVA材料本身在柔软性、耐压缩性、止滑性、弹性与材料拉伸性等方面的特性较差,所以皆会使用弹性体来当改性剂,比如SEBS发泡材料具有柔软与柔和质感之优势,用SEBS发泡材料改性后的EVA具有更佳的动态粘弹性质。


图 SEBS鞋底


END

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