TPEE是含有聚酯硬段和聚醚軟段的嵌段共聚物。其中聚醚軟段和未結晶的聚酯形成無定形相聚酯硬段部分結晶形成結晶微區,起物理交聯點的作用。TPEE具有橡膠的彈性和工程塑料的強度;軟段賦予它彈性,使它象橡膠;硬段賦予它加工性能,使它象塑料;與橡膠相比,它具有更好的加工性能和更長的使用壽命;與工程料相比,同樣具有強度高的特點,而柔韌性和動態力學性能更好。
通過對軟硬段比例的調節,TPEE的硬度可以從邵氏30-82D,其彈性和強度介于橡膠和塑料之間。與其它熱塑性彈性體相比,在低應變條件下,TPEE模量比相同硬度的其它熱塑性彈性體高。當以模量為重要的設計條件時,用TPEE可縮小制品的橫截面積,減少材料用量。
TPEE具有極高的拉伸強度。與聚氨酯(TPU)相比,TPEE壓縮模量與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負載。在室溫以上,TPEE彎曲模量很高,而低溫時又不象TPU那樣過于堅硬因而適宜制作懸臂梁或扭矩型部件,特別適合制作高溫部件。
合成過程
DMT、BG和PTMG在催化劑存在下,經酯交換、縮聚制得普通TPEE。合成TPEE過程中步酯交換反應的影響因素主要是原料摩爾比、酯交換反應溫度、催化劑種類及用量,其次是反應時間序、分溜柱頂溫和有無氮氣保護。實驗證明,酯交換反應條件為:BG與DMT摩爾比為1.7:1.0~2.0;1.0,催化劑為鈦酸四丁酯,助催化劑為醋酸鎂,催化劑用量0.16g(以100gTPFE計),原料在150℃溶解后加入催化劑,酯交換反應溫度為190-200℃,分餾柱頂溫為65-70℃,在氮氣的保護下進行酯交換反應,酯交換反應時間為30-50min。酯交換反應結束后,將溫度升至240-250℃,壓力逐漸降至100Pa以下進行縮聚反應,當攪拌功率到達規定值時,反應結束。
實際生產中,可根據TPEE的用途來選擇不同的配比,自由設計嵌段找聚物的軟硬鏈段比例。軟、硬鏈段的種類、長度和含量對TPEE的性能均有影響。
結構特征
由DMT、BG、PTMG通過酯交換反應得到的是長鏈的無規嵌段共聚物。這種共聚物顯示出連續的兩相締合結構,PBT結晶相起到物理交聯作用,受熱可逆,軟段賦予聚合物以彈性。改變兩相的相對比例,可以調整聚合物的硬度、模量、熔點、耐化學性和氣密性。用電子顯微鏡觀察,可發現TPEE在低于結晶熔點時,具有相分離結構。連續相由軟段以及鏈長度不夠或纏結而不能結晶的其它聚酯嵌段構成。結晶相彼此相連。