配方设计课程－－热塑性弹性体专题介绍.ppt

* 高性能、环保型热塑性弹性体材料关键技术及产业化 2007年国家科技支撑计划项目申报 北京化工大学 山东道恩北化弹性体材料有限公司 北京首塑新材料科技有限公司 四川晨光科新塑胶有限责任公司 黎明化工研究院 山东药用玻璃股份有限公司橡塑包装材料分公司 申请单位 高性能化 功能化 资源 环境 能源 橡胶材料科学与工程研究的重点 橡胶是国家战略物资，我国连续3年橡胶的耗量居世界第一。 一.项目立项必要性及需求分析 自上世纪40年代以来，随着高分子工业的快速发展，不同种类的合成橡胶品种相继得到成功开发；特别是石油化工行业的异军突起，大大带动了橡胶工业的迅猛发展。但也带来许多负面问题。 1.1 橡胶工业发展引发的问题 通用合成橡胶 丁苯橡胶 可再生利用 合成橡胶 顺丁橡胶 丁基橡胶 异戊橡胶 丁腈橡胶 乙丙橡胶 氯丁橡胶 氟橡胶 氯醚橡胶 聚氨酯橡胶 硅橡胶 丙烯酸 酯橡胶 氯化聚 乙烯 聚乙烯 醇橡胶 特种合成橡胶 我国橡胶耗量接近400万吨，居世界第一位 白色污染 黑色污染 大量废弃的橡胶制品散落在社会上，形成“白色污染”和“黑色污染”，极大地了污染环境，侵占了有用土地，严重损害了人类的健康。 环境问题 数以万计的废弃轮胎、胶条、胶带堆积在一起，滋生了大量的蚊虫、细菌，不仅严重损害了人类健康，而且在许多国家也引发了多起严重的火灾事故。 严重破坏生态环境！！！ 环境问题 世界石油资源日益枯竭 世界探明储量： 1511亿吨 剩余探明储量： 1374亿吨 按现有生产水平石油资源仅可开采： 40多年 资源问题 目前，我国已成为世界上仅次于美、日的第三大石油进口国，是仅次于美国的第二大石油消耗国。据海关统计，2006年我国原油进口14518万吨，日均进口291万桶。 现在，世界原油价格已接近100美元/桶。因此，以石油为主要原料的合成橡胶工业的发展必然随着石油资源的枯竭而受到极大的影响。 在能源相对紧缺的今天，实现橡胶的回收利用具有重大的意义。 近年来世界原油价格增长 美元/桶 近年来中国进口原油数量 万吨 废橡胶回收技术：主要有改形再利用(如翻胎、制品修补等)、制造胶粉、RRM再生、高温裂解等方法； 生物橡胶：生物橡胶具有多种在、生物组织特性，可应用于心脏、血管、软骨及骨髓等组织器官的设计、移植应用； 橡胶材料高性能化：橡胶的高性能化、高功能化研究一直是橡胶工业的研究热点，如高阻尼、导电、磁性、抗菌类橡胶材料。 热塑性弹性体：热塑性弹性体具有优良的重复加工性能，且可采用塑料的成型手段进行加工，自问世以来就成为发展最为快速的方向。 1.2 橡胶工业发展方向 热塑性弹性体：简称TPE，是一种在常温下表现橡胶弹性,高温时可塑化成型的多功能高分子材料，它兼具橡胶的高弹性和热塑性塑料的熔体流动性与重复使用性，可采用塑料的加工手段(如挤出、注塑等)成型且保持其橡胶弹性不变，被广泛应用于汽车、建筑、家用设备、电线、电缆、电子产品、食品包装、医疗器械等众多领域。 热塑性弹性体－橡胶发展的重要方向 加工简单 不需硫化 自补强性 可再生利用 性能优良 热塑性弹性体的特点 世界不同地区TPE的消费增长情况 数据来自美国咨询公司Freedonia集团公司 世界TPE消费增长情况及预测 TPE的市场发展概况 随着人类环保意识的增强，热塑性弹性体在世界各国得到优先发展，其应用领域不断拓展，消费增长十分迅猛。 通用型热塑性弹性体 如SBS、SEBS等苯乙烯类热塑性弹性体，常应用于生活用品，如各种工具的手把、鞋底、笔套等，在汽车、航天航空、工程应用等领域应用较少，难在真正意义上替代传统的热固性硫化橡胶。 通用型TPE缺点 耐热 性差 弹回 性差 耐有机 溶剂型差 力学 性能差 1.3 开发高性能TPE的意义和必要性 高性能热塑性弹性体 所谓高性能TPE，也称为“工程性TPE材料”，该材料同通用型TPE相比，具有耐热等级高，耐油、耐溶剂性能好，物理机械性能高，回弹性好的优点，其总体使用性能更接近热固性硫化橡胶，是真正意义上的“第三代橡胶”。 高性能TPE主要种类 “新一代”热塑 性硫化橡胶 热塑性聚酯 弹性体材料 热可逆共价 交联橡胶 耐热型热塑性 聚氨酯弹性体 高性能TPE技术攻关必要性 美国Monsanto公司于1982年最早建成第一条商品名为“Santoprene”TPV生产线，其重组后的AES公司一直引领着世界TPV技术的发展方向，并于2003年后又率先推出了“新一代”TPV。目前其几乎占据了全球TPV市场90%份额，产品牌号超过250种，赚取了丰厚的利润，垄断着全球的市场。 EPDM型 Plastomer 韩国