[科普中國]-聚酰胺熱塑性彈性體

聚酰胺熱塑性彈性體是由高熔點(diǎn)結(jié)晶性硬段（聚酰胺）和非結(jié)晶性軟段（聚酯或聚醚）組成。其性能取決于硬段類型及兩種嵌段的長度。由于硬段聚酰胺的存在，使聚酰胺熱塑性彈性體具有優(yōu)異的韌性、耐化學(xué)性、耐磨性及消音性。通過選擇和控制嵌段類別，其力學(xué)、熱和化學(xué)性能可在很大范圍內(nèi)變化。

簡介熱塑性聚酰胺彈性體（PATE或PEBA）是由線型剛性聚酰胺鏈段和撓性聚醚鏈段組成，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為

HO—（CO—PA—CO—PE—O）n—H

PA為聚酰胺鏈段；PE為聚醚鏈段。聚酰胺彈性體是多嵌段共聚物，其硬段可以是部分芳香族聚酰胺或脂肪族聚酰胺。由芳香族酰胺可制得聚酯酰胺（PEA）和聚醚酯酰胺（PEEA）；而由脂肪族酰胺則可衍生出聚醚嵌段酰胺（PEBAX或VES-TAMID）的硬段。在PEEA和PEBA中，其脂肪族聚醚軟段通過酯基連接在硬段上。

熱塑性聚酰胺彈性體可分為聚醚嵌段酰胺（PEBA）、聚醚酯酰胺（PEEA）和聚酯酰胺（PEA）嵌段共聚物。1

聚酰胺熱塑性彈性體的性能①聚酰胺熱塑性彈性體（PATE）是由硬段和軟段組成，硬段為PA-6、PA-66、PA-12等，軟段是聚醚或聚酯組成，以內(nèi)酰胺、二羧酸、聚醚多元醇為基礎(chǔ)進(jìn)行酯交換和縮聚反應(yīng)而制成彈性體。

②PATE具有一般橡塑彈性體的基本特性，并保持PA基本性能和強(qiáng)韌性。

③PATE密度為1.00～1.10g/cm3，邵氏硬度為A55～A90不等，熱變形溫度為48～92℃；抗張強(qiáng)度為33～55MPa，伸長率390%～580%；具有優(yōu)秀的柔軟性、消音性和耐紫外光的性能；耐油性、翹曲性、耐疲勞性、耐磨性及耐化學(xué)藥品性優(yōu)良；在較低的溫度下，仍保持較高的彈性。

④PATE密度小，可使制品輕量化，可與其他高聚物組成合金，可以與增強(qiáng)材料、填充料、阻燃劑等復(fù)合化。1

物理性質(zhì)相對密度（23℃）：1.01～1. 10g/cm3

熔點(diǎn)：120～210℃

玻璃化溫度：-50～-60℃

拉伸強(qiáng)度：17～42MPa

斷裂應(yīng)變：≥200%

拉伸模量：100～300MPa

切口沖擊強(qiáng)度（23℃）：6～8kJ/m2

邵爾硬度：40～68（ISO868）

維卡軟化溫度（50N）：80～130℃

相對介電常數(shù)（50Hz）：4～4.9

介電強(qiáng)度（K20/P50）：30～39kV/mm

比容電阻率：1011～1013Ω·cm-12

聚酰胺類熱塑性彈性體合成方法TPAE是由高熔點(diǎn)結(jié)晶性聚酰胺硬鏈段和非結(jié)晶性的聚醚或聚酯軟鏈段組成的嵌段共聚物。硬鏈段可選用聚己內(nèi)酰胺6、聚酰胺66、聚十二內(nèi)酰胺、芳香族聚酰胺等，軟鏈段可選用聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、雙端羥基脂肪族聚酯等。軟、硬鏈段可選用的材料范圍廣，聚合度和軟、硬鏈段的共混比可調(diào)節(jié)，因而可根據(jù)不同的用途設(shè)計(jì)和制備性能不同的品熱塑性彈性體及其應(yīng)用級，在設(shè)計(jì)制備時(shí)應(yīng)注意幾點(diǎn)：聚酞胺硬鏈段的類型決定TPAE的熔點(diǎn)、耐化學(xué)品性和相對密度；聚醚或聚酯類型決定TPAE的低溫特性、吸濕性、抗靜電性及對某些化學(xué)品的穩(wěn)定性；聚酰胺硬鏈段的長度對熔點(diǎn)有影響；軟、硬鏈段的含量比對TPAE的彈性、硬度和耐化學(xué)品性有決定性影響，在制備時(shí)控制線型分子鏈中軟、硬鏈段的共混比是生產(chǎn)TPAE的關(guān)鍵技術(shù)通過改變軟、硬鏈段的種類和K度，或改變兩者之間的共混比，即可調(diào)節(jié)其性能，生產(chǎn)出系列化的TPAE產(chǎn)品。

TPAE合成方法較多，通常采用兩步法：第一步是制備雙端羧基聚酰胺預(yù)聚體，即將酰胺單體、催化劑、二元羧酸（終止劑，又稱限鏈劑或相對分子質(zhì)量穩(wěn)定劑）等加入聚合釜，進(jìn)行熔融聚合，得到雙端羧基聚酰胺預(yù)聚體；第二步是以酯化反應(yīng)為基礎(chǔ)進(jìn)行聚合，即把預(yù)聚體和聚醚二元醇（或雙端羥基脂肪族聚酯）按一定的組成加入聚合釜，在聚酰胺的聚合狀態(tài)下進(jìn)行常壓或減壓熔融縮聚制得TPAE產(chǎn)品。用該方法制得的TPAE產(chǎn)品耐水性差，主要原因是產(chǎn)物中兩端含有羧基。為解決這個(gè)問題，可在共聚時(shí)引入單羧酸聚酰胺，使產(chǎn)物一端為烷基，另一端為羥基；若用末端氨基化的聚醚二元醇，則可由它與當(dāng)量的二羧酸和酰胺單體的混合物在聚酰胺狀態(tài)下進(jìn)行熔融聚合而制得TPAE產(chǎn)品。

另外，以芳香族聚酰胺為硬鏈段，脂肪族聚酯為軟鏈段，可用溶液聚合法合成TPAE。此法也可把二元羧酸加入脂肪族聚酯醇中制得末端羧基化的脂肪族聚酯醇預(yù)聚體，再在其中加入二異氰酸酯，脫去二氧化碳進(jìn)行聚合。例如合成聚十二內(nèi)酰胺熱塑性彈性體時(shí)，將十二內(nèi)酰胺、十二碳二酸和水等加入聚合釜，于20 MPa、270℃下進(jìn)行熔融聚合，制得雙端羧基聚十二內(nèi)酰胺預(yù)聚體，把該預(yù)聚體和雙端羥基聚四亞甲基醚按一定的比例，在270℃、常壓或減壓下，進(jìn)行酯化反應(yīng)得到聚十二內(nèi)酰胺熱塑性彈性體。

根據(jù)聚酰胺熱塑性彈性體合成所需的原料，主要有二元酸法和異氰酸酯法合成方法。3

聚酰胺熱塑性彈性體的成型工藝及用途聚酰胺彈性體可以采用一般塑料成型設(shè)備，進(jìn)行擠出、注射成型、熱成型和涂層。通常，成型前一定要經(jīng)過干燥處理，控制含水分