影响SBS、SEBS、SEPS的透明度的关键因素,提高TPE、TPR、改性塑料透明度方法



SBS、SEBS、SEPS透明度与其分子结构、相态分布及加工条件密切相关,具体影响因素及提高透明度的方法如下:


一、SBS 、SEBS、SEPS 透明度的核心影响因素

  1. 分子结构与相分离程度

    • SEBS 和 SBS 均为嵌段共聚物,由刚性的聚苯乙烯(PS)段和柔性的橡胶段(SBS 为聚丁二烯,SEBS 为氢化聚丁二烯)组成。两者的相容性较差,易形成相分离(PS 相为 “硬段”,橡胶相为 “软段”)。

    • 若相分离的微区尺寸小于可见光波长(400-760nm),光线可直接穿过,材料透明;若微区尺寸过大(超过波长),会导致光线散射,透明度下降。

    • SEBS 因氢化后橡胶段的结晶性降低,相分离更均匀,微区尺寸更小,通常比 SBS 更透明。
    • SEPS:结晶性极低,且与 PS 段的相容性略优于 SEBS,相分离程度更温和,因此透明度通常是三者中最优的。由于SEPS回弹性好,对透明度、回弹性双高要求时,基材选SEPS。

  2. 分子量与分布

    • 分子量分布过宽会导致相区尺寸不均一,增加光线散射;分子量适中且分布窄时,相态更规整,透明度更高。
  3. 加工条件

    • 加工温度过低,材料混合不均,相区尺寸粗大;温度过高可能导致橡胶段氧化或降解,破坏相态结构,均会降低透明度。

    • 剪切速率影响相态分散:剪切不足会导致相区聚集,剪切过强可能破坏嵌段结构,均不利于透明性。
  4. 添加剂与填充体系

    • 若添加不相容的助剂(如填料、稳定剂),会因界面折射率差异引发散射,降低透明度;即使是相容的助剂(如油、增塑剂),过量或分散不均也会破坏相态均匀性。


二、制备 TPE、TPR、塑料改性时提高透明度的方法

(一)基础配方设计:优化原料与助剂选择

  1. 选择高透明基材

    • 优先选用低相分离度的 SEBS/SBS:例如窄分子量分布、苯乙烯含量适中(通常 10%-30%,过高易形成大尺寸 PS 相区)的牌号。

    • 透明度较高的SBS牌号有:YH-792E、188E、165。

    • 透明度较高的SEBS牌号有:YH-688、506、501T、502T。

    • 常用的透明度高的SEPS牌号有:YH-4051、4052。
  2. 控制充油与增塑剂的类型和用量

    • 选用与基材相容性好的透明油(透明产品选择石蜡油最佳),且充油量需适中:过量会导致相区溶胀不均,引发散射。
    • 油粘度越低,小分子的物质越多,而且水分和挥发分都会导致材料发雾,所以共混前尽量充分干燥,换高粘度的油。

    • 增塑剂(如邻苯二甲酸酯类)需与基材折射率匹配,且分散均匀,避免局部聚集。
  3. 减少或优化填料与助剂

    • 尽量不添加无机填料(如碳酸钙、滑石粉),若需改性(如提高强度),可选用纳米级透明填料(如纳米二氧化硅,需表面改性以提高相容性)。

    • 稳定剂(抗氧剂、紫外线吸收剂)选择低迁移、与基材相容性好的透明型号,避免因助剂析出导致的雾度增加。

(二)加工工艺控制:改善相态分散

  1. 优化温度与剪切参数

    • 加工温度需高于基材熔融温度(如 SEBS 加工温度 180-220℃),确保相区充分分散,但避免过高导致降解。

    • 适当提高剪切速率(如螺杆转速),促进橡胶相和塑料相(如 PP、PS)的均匀混合,减少相区尺寸,但需避免过度剪切破坏分子链。
  2. 控制冷却速率

    • 快速冷却(如注塑时的模具温度较低)可抑制相区在冷却过程中的聚集和结晶(尤其对 SBS 的聚丁二烯段),减少大尺寸相区的形成,提高透明度。

(三)塑料改性中的特殊策略

  • 与透明树脂共混:
    当用 SEBS/SBS 改性塑料(如 PP、PS)时,选择本身透明的树脂(如无规共聚 PP、GPPS),并控制 SEBS/SBS 的添加量(通常≤20%),避免因相分离过度破坏透明性。
  • 添加相容剂:
    若共混体系相容性差,可加入透明相容剂(如马来酸酐接枝 SEBS),降低界面张力,减少相区尺寸,提高透明度。

(四)后处理优化

  • 避免加工后的材料长期暴露在高温或紫外线下,防止基材降解或氧化导致的黄变、相态破坏(配方可添加少量透明抗氧剂和紫外吸收剂)。

  • TPE、TPR制品使用时,表面划伤则透明度下降,增加少量硅酮、芥酸酰胺助剂降低表面摩擦系数,增加耐划伤。