TPEE是含有聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物。其中聚醚软段和未结晶的聚酯形成无定形相聚酯硬段部分结晶形成结晶微区,起物理交联点的作用。TPEE具有橡胶的弹性和工程塑料的强度;软段赋予它弹性,使它象橡胶;硬段赋予它加工性能,使它象塑料;与橡胶相比,它具有更好的加工性能和更长的使用寿命;与工程料相比,同样具有强度高的特点,而柔韧性和动态力学性能更好。
通过对软硬段比例的调节,TPEE的硬度可以从邵氏30-82D,其弹性和强度介于橡胶和塑料之间。与其它热塑性弹性体相比,在低应变条件下,TPEE模量比相同硬度的其它热塑性弹性体高。当以模量为重要的设计条件时,用TPEE可缩小制品的横截面积,减少材料用量。
TPEE具有极高的拉伸强度。与聚氨酯(TPU)相比,TPEE压缩模量与拉伸模量要高得多用相同硬度的TPEE和TPU制作同一零件前者可以承受更大的负载。在室温以上,TPEE弯曲模量很高,而低温时又不象TPU那样过于坚硬因而适宜制作悬臂梁或扭矩型部件,特别适合制作高温部件。
合成过程
DMT、BG和PTMG在催化剂存在下,经酯交换、缩聚制得普通TPEE。合成TPEE过程中步酯交换反应的影响因素主要是原料摩尔比、酯交换反应温度、催化剂种类及用量,其次是反应时间序、分溜柱顶温和有无氮气保护。实验证明,酯交换反应条件为:BG与DMT摩尔比为1.7:1.0~2.0;1.0,催化剂为钛酸四丁酯,助催化剂为醋酸镁,催化剂用量0.16g(以100gTPFE计),原料在150℃溶解后加入催化剂,酯交换反应温度为190-200℃,分馏柱顶温为65-70℃,在氮气的保护下进行酯交换反应,酯交换反应时间为30-50min。酯交换反应结束后,将温度升至240-250℃,压力逐渐降至100Pa以下进行缩聚反应,当搅拌功率到达规定值时,反应结束。
实际生产中,可根据TPEE的用途来选择不同的配比,自由设计嵌段找聚物的软硬链段比例。软、硬链段的种类、长度和含量对TPEE的性能均有影响。
结构特征
由DMT、BG、PTMG通过酯交换反应得到的是长链的无规嵌段共聚物。这种共聚物显示出连续的两相缔合结构,PBT结晶相起到物理交联作用,受热可逆,软段赋予聚合物以弹性。改变两相的相对比例,可以调整聚合物的硬度、模量、熔点、耐化学性和气密性。用电子显微镜观察,可发现TPEE在低于结晶熔点时,具有相分离结构。连续相由软段以及链长度不够或缠结而不能结晶的其它聚酯嵌段构成。结晶相彼此相连。