聚醚嵌段聚醯胺

聚醚嵌段聚醯胺

PEBAX是法國ATOFINA公司為其嵌段聚醚醯胺樹脂產品所確定的商品名。嵌段聚醚醯胺樹脂的歷史可以追溯到1972年,但這種被稱為PE-BAX的嵌段聚醚酞胺聚合物的真正商業化是在1981年。

PEBAX樹脂結構由規則的線形硬聚醯胺鏈段嵌嵌由柔軟的聚醚鏈段構成。

PEBAX樹脂家族因具有介於熱塑性彈性體和橡膠體之間的許多優異性能,而且加工方便,已經成為廣泛套用於食品包裝、體育用品、醫療器械等領域的第一大類塑膠品種。

基本介紹

  • 中文名:聚醚嵌段聚醯胺
  • 外文名:PEBAX
  • 商業化:1981年
  • 起源:1972年
  • 意義:重要的新型產品
性能,優異的抗靜電性能,抗靜電原理,PEBAX抗靜電共混物優點,PEBAX抗靜電共混材料的套用,聚醚嵌段醯胺膜材料,

性能

由於獨特的化學結構,PEBA材料具備熱塑性彈性體的性能,包括:
(1)最輕的工程熱塑性彈性體;
(2)低溫下良好和穩定一致的性能;
(3)反覆形變下沒有機械性能的損失,並且抗疲勞;
(4)良好的回彈和彈性恢復;
(5)精確的尺寸穩定性;
(6)優秀的加工性能。
為了達到使用所要求的性能,獲得PEBA材料所使用的原料來自礦物資源,如聚醯胺嵌段和聚氧四甲撐二醇(PTMG)的十二醇內醯胺或己內醯胺,聚醚嵌段的聚乙二醇(PEG)。考慮到具有挑戰性的環境問題(氣候變化,資源枯竭等),我們如今使用的材料中,一個主要的組成部分是碳,即便不是全部,它也主要來自可再生資源,能大大有助於最大限度地減少我們的生態足跡。面臨的挑戰是用可再生資源製成一種熱塑性彈性體,但是不犧牲Peba材料的傑出性能。

優異的抗靜電性能

PEBAX不僅是具有介於熱塑性塑膠和橡膠之間的許多獨特動態機械性能的材料,還具有優異的抗靜電性能,是不可多得的高檔高分子抗靜電材料,通常被用做多種高分子材料的抗靜電添加劑。

抗靜電原理

對聚醚作為離子導電電荷的傳導介質進行的深入研究表明,簡單聚醚中的醚氧可以和游離的離子相結合,通過低分子質量聚醚大規模的分子移動和電荷沿離子網傳遞相結合,電荷可以以結合體的方式移動,洽PEBAX主鏈進行的離廣份電便可以釋放靜電荷可見,靜電荷在件PEBAX中的釋放過程為“高速離子傳導”過程。
根據主體材料性能,選擇使用特定的分散劑有助於PEBAX的均勻分散,已經研究出系列的分散劑產品和解決方案在主材中摻入一定比例的PEBAX,可以通過共混改性,使高分子材料表面電阻係數在109Ω/m2~1012Ω/m2按照ASTMD257測定)之間或電荷衰減時間低於2s。

PEBAX抗靜電共混物優點

作為高分子抗靜電添加劑,PEBAX具有許多常規抗靜電添加劑所不具備的優點。
1)與化學抗靜電劑相比
添加化學抗靜電劑是生產抗靜電聚合物的常用方法,相對濕度也就是濕度水平,對於用這種方法得到的抗靜電產品性能具有較大影響,而空氣中的相對濕度對PEBAX改性材料的抗靜電特性影響很小,即PEBAX可以在較寬的濕度範圍內保持優異抗靜電特性。
化學抗靜電劑必須噴灑主體聚合物表面,這樣抗靜電劑很容易因擦拭或洗滌而脫落,從而影響處理聚合物的長期抗靜電性能,而PEBAX基於較高的分子質量並且與主體聚合物共混,不是噴灑在主體聚合物的表面,其永久抗靜電性能和即刻抗靜電性能一樣好。
大多數化學抗靜電劑在低於180℃(大多數塑膠的加工溫度)即開始分解或揮發,而PEBAX當溫度高於752℃(高於大多數塑膠的加工溫度)時才開始降解。因此使用PEBAX的抗靜電材料可以經受較高的加工溫度而性能較少受到影響。
2)與導電填料相比
炭黑和金屬填料可用於導電或靜電釋放聚合物的生產,對這類填料,由於化合物導電係數不是按比例隨著填料量的增加而提高,因此很難達到抗靜電級別甚至損耗級別,並且填料濃度的較小變化將對導電係數產生巨大影響。PEBAX混合物的均勻性使之很容易達到抗靜電級別,並且重複性好。
導電填料(例如炭黑)限制了對成品顏色的選擇和市場,而PEBAX混合物可以進行配色,大多數情況下,可以保持主體聚合物的透明性。導電填料很可能有損於主體聚合物的性能,諸如衝擊強度、柔韌模量、密度和流動性能等。採用PEBAX改性對主體聚合物的性能影響很小。

PEBAX抗靜電共混材料的套用

PEBAX可以改善許多熱塑性塑膠的永久抗靜電性能,例如ABS、ABS/Pe合金、Ps、HIPs、Pe、PBT、POM、PVC、PMMA、聚酞胺、TPU、PE、PP。根據不同主體材料,PEBAX添加量在5%~15%。
PEBAX ISD抗靜電共混物材料在計算機箱體、電子產品儲存容器和包裝材料、智慧卡、商業設備部件(複印機、印表機等)、電子設備元件、磁碟盒、VCR盒、抗靜電纖維等領域都有廣泛套用;PEB-AX還可以在許多熱塑性塑膠加工中起到抗靜電的作用,例如生產薄膜時控制薄膜移動,纖維生產時避免產生靜電荷、避免在包裝設備中產生靜電以及在淨化車間中避免產生灰塵等。

聚醚嵌段醯胺膜材料

高分子氣體分離膜主要分為兩種:玻璃質膜和橡膠質膜。橡膠質膜中,橡膠態高分子鏈段處於可移動狀態,通過鏈段的移動,高分子內部產生瞬時自由空間,使氣體組分較容易通過;而玻璃態高分子中,鏈段熱運動能量小,氣體組分一般不易通過,一般橡膠質膜的氣體滲透性比玻璃質膜高2~3個數量級,因此實際套用較多的是橡膠質膜。在橡膠質膜中,揮發性有機物的溶解度遠大於N2在橡膠質膜中的溶解度,所以有機蒸氣通過膜的滲透速率大於N2的滲透速率,因而可以將VOCs/N2進行分離。
實際滲透分離實驗中,濃差極化會使滲透性能急劇下降,而溶脹作用通常會使滲透性能增加,而分離性能下降,所以具備高滲透分離性能的膜材料將是理想的氣體膜分離材料。聚醚嵌段醯胺(PEBA)是一種熱塑性彈性體材料,這種材料是用含有雙羥基的聚醯胺和聚醚二醇在熔融狀態進行縮聚反應生成的,是在聚醯胺的直線鏈部分嵌入了聚醚成分,因此具有聚醯胺(PA)材料的堅硬和聚醚(PE)材料的柔軟這兩種性質,柔軟的聚醚提供高滲透性,優先滲透VOCs;堅硬的聚醯胺提供機械強度,將克服由於過量吸附VOCs引起的膜的溶脹,從而能維持一個良好的滲透選擇性。PEBA同時也具有很好的成膜特性,不僅對酸、鹼和基本的有機溶劑有很好的化學抗性,而且也有較高的熱穩定性和機械穩定性。
不同牌號的聚醯胺的分子質量不同,這直接影響PEBA聚合物的熔點Tm和它的化學抗性。與此同時,聚醚成分則是影響聚合物的玻璃化溫度Tg。聚醯胺和聚醚在聚合物中的相對含量直接決定了聚合物的硬度和彈性。

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