SEBS發泡特性、體系以及鞋材上應用

2021-01-14 塑迷

SEBS是以聚苯乙烯為末端段,以聚丁二烯加氫得到的乙烯-丁烯共聚物為中間彈性嵌段的線性三嵌共聚物。

圖 SEBS的分子結構

苯乙烯為SEBS硬段,具有較強的剛性,對於SEBS的性能有最重要的影響。隨著S段含量的提高,彈性體的硬度、強度都會提高,但彈性會下降。

SEBS彈性體是一種多用途的合成橡膠,是使用性能優、應用領域廣的環境友好型高分子材料。下面我們將從SEBS的發泡特性、發泡體系、鞋材應用三個方面進行闡述。

一、SEBS發泡特性

SEBS熱塑性彈性體是介於橡膠與樹脂之間的一種新型高分子材料,不僅可以取代部分橡膠,還能使塑料得到良好的改性。

SEBS具有與傳統橡膠相同的彈性、回復性、強韌性與耐候性,及熱塑性塑料一樣容易加工成型的特性且可以再回收使用等優點。

圖 SEBS粉料和粒料

而且它與其它的塑料原料具有極佳的兼容性,且由於SEBS可藉由添加擴展油來調整材料軟硬度,故可製得硬度範圍廣泛的發泡製品,發泡成品硬度範圍可為5C-60C,比重極低,在0.08-0.3之間。

SEBS因具有熱可塑的特性,故發泡後的成型品亦可再進行二次定型以製得形狀複雜的成品,且發泡成品可再回收利用。

SEBS材料發泡特性主要在於以下6點:

1、壓縮變形、止滑的特性優於EVA發泡板,其物理特性與傳統的CR、EPDM、SBR相近,具有製程簡單、無橡膠異味、易調色等優點。

2、因脂肪族雙鍵已飽和化,具有耐天候、紫外線、氧、臭氧和熱的優點。

3、可使用於加入各種橡膠/塑料之混煉品混合,或者用於各種熱可塑性橡/塑料中作為耐衝擊、止滑、耐磨、抗壓縮、耐寒之改質材料。

4、具有類似CR、SBR或PU發泡材的柔軟觸感,但製程更加簡易且不具異味或吐霜之困擾。

5、與其它高發泡、低比重的柔軟發泡材相比,具有較佳的物性與尺寸安定性。

6、拉伸回復性與伸長率優異。

其它特性包括:可塑性佳;高強韌度;觸感佳;高耐壓縮性;高柔軟性;耐候性佳;產品霧面佳;高止滑性和耐低溫性等。

二、SEBS發泡體系

對SEBS發泡材料而言,其發泡系統與一般EVA發泡系統相同,就是以過氧化物架橋,再以化學發泡劑發泡,形成獨立泡體的發泡材料。

SEBS發泡材料受熱熔融時,膠體的粘度急速下降,在發泡過程中,為了保持住氣體,膠體必須具有一定的粘彈性,因此必須添加架橋劑。

SEBS發泡材料建議採用的架橋方式為過氧化物架橋。過氧化物架橋所使用的架橋劑以DCP(Dicumyl peroxide)為最常見。

不過由於SEBS是屬於類橡膠的材質,且屬於飽和結構,因此其在架橋時,會較一般EVA困難,所以SEBS發泡材料所添加的架橋劑或架橋助劑量會較一般EVA發泡材料略多。

SEBS發泡材料在模外發泡時,架橋度與膠體熔融粘度呈線性關係。

若發泡比加硫(架橋)早太多,製品表面會因有氣體排出而易產生連續氣泡甚至造成發泡製品破裂。若加硫比發泡太早發生,則會因膠體架橋粘度上升,使發泡不易進行,呈現發泡不足的狀況。

故對SEBS發泡而言,發泡速率與架橋速率的搭配極為重要,建議最好能呈現先架橋後發泡的狀態,但架橋與發泡時間不可差距過大,如此所得的發泡成品性能最佳。

SEBS在選用化學發泡劑時,應注意其適用於非結晶聚合物,發泡劑的分解溫度應比聚合物的流動溫度高出10℃左右。

SEBS發泡建議使用高溫型偶氮化合物化學發泡劑-偶氮二甲醯胺(Azodicarbonamide-ADCA)為主,其為淺橙色粉末,分解溫度190℃~210℃,發氣量220ml/g,可藉發泡助劑(ZnO、尿素等)將發泡反應溫度調整到150~200℃之間,分解的殘留物無毒、無汙染,經FDA 認可,為最廣泛使用之發泡劑。

三、SEBS鞋材應用

EVA發泡鞋材因其良好的柔韌性、彈性,優異的耐化學品和著色性能、較輕的重量,被廣泛應用於各類運動鞋底上,被廣大運動鞋底生產廠商所接受,成為運動鞋材的代名詞。

但EVA材料本身在柔軟性、耐壓縮性、止滑性、彈性與材料拉伸性等方面的特性較差,所以皆會使用彈性體來當改性劑,比如SEBS發泡材料具有柔軟與柔和質感之優勢,用SEBS發泡材料改性後的EVA具有更佳的動態粘彈性質。

圖 SEBS鞋底

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