热可塑橡胶(SEBS发泡特性、体系以及鞋材上应用)

Posted 2023-06-02

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热可塑橡胶(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。

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：

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。
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。
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。
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。
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。
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