室溫下SEBS的高分子鏈段由中間的乙烯/丁烯(EB)彈性體軟段和聚乙烯(PS)段硬塑性嵌段組成,這兩種嵌段共聚物由于在熱力學(xué)上彼此不相容而產(chǎn)生兩相結(jié)構(gòu),呈微觀相分離狀態(tài)。SEBS的PS段內(nèi)聚能較大,分散于EB段形成的橡膠相中,通過非共價鍵作用相互締合形成聚集相相區(qū),并與EB段形成三維物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在常溫下起到固定彈性鏈段的物理交聯(lián)點作用。
1、熔體流動特性
由于在熔融狀態(tài)下網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的持久性,嵌段共聚物的熔體粘度比相應(yīng)的均聚物或無規(guī)共聚物高很多。嵌段共聚物的熔體熔融性能隨分子量增大而降低,并受嵌段比和構(gòu)型結(jié)構(gòu)變化的影響。在低剪切速率下,溫度對熔體粘度的影響非常明顯,而在高剪切速率下(如注射成型)的加工成型,則可以在很寬的溫度范圍內(nèi)操作。熔融指數(shù)是表征在一定溫度下樣品的流動性能,聚乙烯相疇越大,所需的能量越大,樣品越不易流動,在溫度高于聚乙烯相的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時,要想使樣品產(chǎn)生流動,即要使聚乙烯相和聚異戊二烯相被破壞,需要一定的能量。
2、拉伸性能
SBS表現(xiàn)出了與SEBS不同的拉伸性能。由于SEBS嵌段共聚物締合能力比較強,其彈性體鏈纏結(jié)密度較大,因此表現(xiàn)出較高模量。SEBS嵌段共聚物具有很小的伸直長度,所以其伸長率要低于SBS,而隨著溫度的上升,SEBS嵌段共聚物的拉伸速率損耗卻比S-B-S小很多,在溫度-拉伸強度關(guān)系上,這兩種產(chǎn)物的差異使得SEBS嵌段共聚物的應(yīng)用與SBS的使用有很多不同的地方。
乙烯類熱塑性彈性體的拉伸強度和它的PB含量有關(guān)。通常含聚丁二烯橡膠(PB)段35%~45%的1,2結(jié)構(gòu)時,乙烯類嵌段共聚物具有類橡膠材料各種性能的平衡,低于這個范圍,出現(xiàn)屈服點并呈現(xiàn)出塑性流動性,高于這個范圍,嵌段共聚物將拉伸強度將下降。
3、耐環(huán)境性
乙烯類嵌段共聚物的耐環(huán)境性與彈性體的鏈段有關(guān)。耐環(huán)境性主要是耐氧、臭氧、紫外光而產(chǎn)生降解的性能。對于含有不飽和中間段的嵌段共聚物,其環(huán)境穩(wěn)定性和聚丁二烯類似;而具有聚(乙烯-丁烯)或聚(乙烯-丙烯)的中間段的嵌段共聚物,顯現(xiàn)出與乙丙橡膠一樣好的穩(wěn)定性。SEBS在150℃高溫或零下60℃的低溫情況下,其性能不會發(fā)生任何改變。
4、應(yīng)力軟化特性
SBS嵌段共聚物中也存在應(yīng)力軟化現(xiàn)象。傳統(tǒng)方法制備的交聯(lián)或硫化的彈性體經(jīng)過重復(fù)拉伸,在同一伸長量下將產(chǎn)生較低的應(yīng)力。與SBS相比,SIS模量較低,應(yīng)力軟化現(xiàn)象更加突出。在不顯現(xiàn)出屈服點的嵌段共聚物中,當(dāng)聚乙烯鏈段被從微區(qū)拉出來時,即產(chǎn)生應(yīng)力軟化現(xiàn)象。例如,在瀝青油膏中加SBS嵌段共聚物既可提高其軟化點,又對其熔融黏度影響不大。當(dāng)乙烯含量超過一定含量時,SIS嵌段共聚物會出現(xiàn)屈服點和應(yīng)力軟化,且隨著乙烯含量的上升,微區(qū)相互連接增加,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞,產(chǎn)生屈服點。
5、粘合劑的剝離強度
隨著分子量或乙烯含量的增加,粘度上升,粘合劑所要求的粘度和粘性受到限制。乙烯類嵌段共聚物粘合劑的剝離強度和抗剪切性相似,乙烯含量和分子量越大,其剝離強度越高。實驗表明,在SBS中添加胺化環(huán)氧丁二烯和馬來酸酐化聚丁二烯可以適當(dāng)提高膠粘劑的力學(xué)性能,從而極大的改善粘合劑的剝離強度。
6、粘合劑的抗剪切性能
為了大大提高了乙烯系嵌段共聚物作為粘合劑在高剪切下的抗破損性,通常提高乙烯系嵌段共聚物中乙烯含量,分子量和支化度。其中零剪切活化能隨支化度的增大與長支鏈和短支鏈的相互協(xié)同作用增強而增大,隨分子量的增大,抗剪切性能大大提升。