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SBS是一種優(yōu)異的苯乙烯系熱可塑性彈性體，不必經(jīng)硫化即具有類似硫化橡膠的物理性質(zhì)，可直接注射成型，并且能百分之一百回收利用，已被廣泛地應(yīng)用于各領(lǐng)域，目前最大的應(yīng)用以鞋材為主。但SBS主鏈上含有大量的脂肪族雙鍵，對天候、紫外線、臭氧和熱的抵抗性不佳，容易劣化，使其應(yīng)用范圍仍受到許多的限制。因此，第二代苯乙烯系熱可塑性彈性體SEBS于1972年應(yīng)運而生。
SEBS是利用氫化方式將脂肪族雙鍵飽和化，以期擴大產(chǎn)品應(yīng)用范圍。飽和型熱可塑性彈性體SEBS由于軟質(zhì)段為飽和型的烯系結(jié)構(gòu)，耐候性、耐熱老化性比SBS更佳，且物性亦較SBS更為強韌，故應(yīng)用范圍更為廣泛。
SEBS熱塑性彈性體是介于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(tǒng)橡膠相同的彈性、回復(fù)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(yōu)點。而且它與其它的塑料原料具有極佳的兼容性，且由于SEBS可藉由添加擴展油來調(diào)整材料軟硬度，故可制得硬度范圍廣泛的發(fā)泡制品，發(fā)泡成品硬度范圍可為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(fā)泡后的成型品亦可再進行二次定型以制得形狀復(fù)雜的成品，且發(fā)泡成品可再回收利用。
表1 SEBS發(fā)泡與其它軟質(zhì)發(fā)泡材料的特性比較
SEBS發(fā)泡材料具有下列主要特性：
壓縮變形、止滑的特性優(yōu)于EVA發(fā)泡板，其物理特性與傳統(tǒng)的CR、EPDM、SBR相近，具有制程簡單、無橡膠異味、易調(diào)色等優(yōu)點。
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(yōu)點。
可使用于加入各種橡膠/塑料之混煉品混合，或者用于各種熱可塑性橡/塑料中作為耐沖擊、止滑、耐磨、抗壓縮、耐寒之改質(zhì)材料。
具有類似CR、SBR或PU發(fā)泡材的柔軟觸感，但制程更加簡易且不具異味或吐霜之困擾。 與其它高發(fā)泡、低比重的柔軟發(fā)泡材相比，具有較佳的物性與尺寸安定性。
拉伸回復(fù)性與伸長率優(yōu)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(chǎn)品霧面佳；高止滑性和耐低溫性等。
SEBS發(fā)泡材料的發(fā)泡/架橋系統(tǒng)
發(fā)泡與架橋的關(guān)系
對SEBS發(fā)泡材料而言，其發(fā)泡系統(tǒng)與一般EVA發(fā)泡系統(tǒng)相同，就是以過氧化物架橋，再以化學(xué)發(fā)泡劑發(fā)泡，形成獨立泡體的發(fā)泡材料。如圖1所示，架橋的進行與發(fā)泡劑分解在時間上的配合是最重要的。每種橡塑材料在熱熔融后的粘度可加工范圍不同；在發(fā)泡理論中，當(dāng)氣泡擴張膨脹速度愈快，則穩(wěn)定時間愈短，此時橡塑材料的熱熔融粘度的控制極為重要，過高則無法發(fā)泡，過低則氣體會自塑料溢出。
SEBS發(fā)泡材料在模外發(fā)泡時，架橋度與膠體熔融粘度呈線性關(guān)系，若發(fā)泡比加硫（架橋）早太多，制品表面會因有氣體排出而易產(chǎn)生連續(xù)氣泡甚至造成發(fā)泡制品破裂。若加硫比發(fā)泡太早發(fā)生，則會因膠體架橋粘度上升，使發(fā)泡不易進行，呈現(xiàn)發(fā)泡不足的狀況。故對SEBS發(fā)泡而言，發(fā)泡速率與架橋速率的搭配極為重要，建議最好能呈現(xiàn)先架橋后發(fā)泡的狀態(tài)，但架橋與發(fā)泡時間不可差距過大，如此所得的發(fā)泡成品性能最佳。
典型發(fā)泡材料的架橋曲線
發(fā)泡劑
一般橡塑料的發(fā)泡成型法大致可分為：
機械發(fā)泡法：機械發(fā)泡法是借助于機臺的強烈攪拌，使氣體均勻地混入橡塑料熔體中形成氣泡，此過程產(chǎn)生的氣泡容易消失，因此采用機械發(fā)泡時需加氣泡穩(wěn)定劑。
物理發(fā)泡法：借助于發(fā)泡劑在樹脂中物理狀態(tài)的改變，形成大量的氣泡。一般物理發(fā)泡劑可分為三類：惰性氣體系、低沸點液體系和固態(tài)空心球等，目前一般使用較多的是低沸點液體系物理發(fā)泡劑。
化學(xué)發(fā)泡法：化學(xué)發(fā)泡劑受熱發(fā)生化學(xué)變化，從而分解并產(chǎn)生氣體，促使橡塑料聚合物發(fā)泡。代表性的化學(xué)發(fā)泡劑有偶氮化合物（ADCA、AZDN）、亞硝基化合物（Nitriso）、無機系化合物（碳酸氫鈉、碳酸鈉）與聯(lián)胺類（OBSH、TSH、BSH）等，發(fā)泡劑可單獨或搭配使用。
選用化學(xué)發(fā)泡劑時，應(yīng)注意其適用于非結(jié)晶聚合物，發(fā)泡劑的分解溫度應(yīng)比聚合物的流動溫度高出10℃左右。如果分解溫度高出聚合物太多，則可用活化劑（氧化鋅、尿素等）來降低發(fā)泡劑之分解溫度。對結(jié)晶型聚合物，發(fā)泡劑的分解溫度應(yīng)比交聯(lián)劑的活化溫度高出10℃左右。分解溫度和發(fā)氣量是選用化學(xué)發(fā)泡劑的主要依據(jù)。
SEBS發(fā)泡材料建議使用高溫型偶氮化合物化學(xué)發(fā)泡劑－偶氮二甲酰胺（Azodicarbonamide-ADCA）為主，其為淺橙色粉末，分解溫度190℃~210℃，發(fā)氣量220ml/g，可藉發(fā)泡助劑（ZnO、尿素等）將發(fā)泡反應(yīng)溫度調(diào)整到150~200℃之間，分解的殘留物無毒、無污染，經(jīng)FDA 認可，為最廣泛使用之發(fā)泡劑。料溫超過 220℃時，NH3急劇釋放。 架橋劑
SEBS發(fā)泡材料受熱熔融時，膠體的粘度急速下降，在發(fā)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(fā)泡材料建議采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，且因過氧化物架橋是形成C–C結(jié)合，所以不要求橡膠分子必須具有雙鍵結(jié)構(gòu)，故可適用多種橡膠。不過由于SEBS是屬于類橡膠的材質(zhì)，且屬于飽和結(jié)構(gòu)，因此其在架橋時，會較一般EVA困難，所以SEBS發(fā)泡材料所添加的架橋劑或架橋助劑量會較一般EVA發(fā)泡材料略多。
SEBS發(fā)泡材料的加工
傳統(tǒng)發(fā)泡加工的方式多為模壓成型（平板發(fā)泡），由于過程較為煩瑣，現(xiàn)階段已發(fā)展為注射發(fā)泡成型。雖然注射發(fā)泡成型技術(shù)層次較高，但從經(jīng)濟效益（約可節(jié)省45%的效率）、模具設(shè)計等角度來考量，將大幅降低制造成本、產(chǎn)品設(shè)計更多樣及功能化，因此在業(yè)界已大量取代傳統(tǒng)模壓發(fā)泡成型技術(shù)。
除此之外，SEBS發(fā)泡材料與各種橡膠、塑料兼容性極高，可依配方基材的不同，調(diào)配出不同特性及功能的產(chǎn)品，這也是現(xiàn)有發(fā)泡材料所欠缺的主要優(yōu)勢之一。
SEBS發(fā)泡材料的應(yīng)用
休閑及運動鞋底
這兩年EVA發(fā)泡鞋底材料，已逐漸成為休閑運動鞋材的主流，其良好的柔韌性、彈性，優(yōu)異的耐化學(xué)品和著色性能、較輕的重量，迅速被廣大運動鞋底生產(chǎn)廠商所接受，成為運動鞋材的代名詞。特別是在結(jié)合TPR復(fù)合大底被研制出來后，更是將橡膠優(yōu)異的耐磨性和EVA的低比重特性完美地結(jié)合起來。
前幾年，運動鞋清一色的TPR橡膠大底雖然給穿用者提供了絕佳的防滑及耐磨性能，但其顏色的單調(diào)和相對較重的重量是設(shè)計人員一直無法突破的缺點。
在EVA發(fā)泡材料的領(lǐng)域中雖然有許多應(yīng)用制品，但是因受限于EVA塑性材料本身在柔軟性、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(dāng)改質(zhì)劑。經(jīng)過SEBS發(fā)泡材料改性后的EVA具有更佳的動態(tài)粘彈性質(zhì)（符合人體工學(xué)的測試要求）。
目前許多EVA發(fā)泡廠皆有使用彈性體（如Dupont公司的EPDM及Engage等）作為改質(zhì)材料，其硬度較高。SEBS發(fā)泡材料與EVA兼容性佳，且與此類改質(zhì)材料比較，具有更佳的軟硬度范圍、柔軟觸感及更低的抗壓縮歪等等。由于SEBS發(fā)泡材料具有柔軟與柔和質(zhì)感之優(yōu)勢，目前已有許多國際知名運動鞋品牌指定使用SEBS發(fā)泡材料。 |
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