SIS热塑性弹性体：特性、局限与多元改性之路

Time of issue:2025-08-07

 

自1963年热塑性弹性体SIS问世，便在材料领域引发广泛关注。它是由苯乙烯与异戊二烯构成的三嵌段共聚物，独特的结构赋予其独特性能。中间是相互独立的柔软橡胶链段，两侧为硬塑料链段，这种结构使SIS在室温下具备硫化橡胶的性能，高温时又呈现可塑性。它兼具良好弹性、粘结强度，耐低温、耐溶解性佳，溶液粘度低且固化快，因此常与SBS或其他材料配制成胶黏剂，广泛应用于医疗、电绝缘、包装、保护和掩蔽、标志、粘接固定以及复合袋层间黏合等诸多领域。

然而，SIS并非十全十美。其极性小，耐油性和耐溶剂性欠佳，这极大地限制了它的应用范围。例如，在高温下作胶粘剂或粘接鞋、木料等极性基材时，存在与极性材料粘接强度不高、耐热性和耐候性差等问题，尤其是用作热熔压敏胶时，软化点低的问题更为突出。

为突破这些局限，目前关于SIS热熔压敏胶改性的研究主要聚焦于三个方面。

一、SIS弹性体改性

  • 环氧化改性：聚苯乙烯和聚异戊二烯属于非极性物质，与极性物质的混溶性以及所形成粘接剂的间接性受限。通过环氧化改性引入极性基团，将改性后的ESIS按最佳配方配成压敏胶，与未改性的SIS压敏胶对比，发现ESIS压敏胶的剥离强度、持粘性、耐老化性能更优。
  • 接枝改性：SIS弹性体中的双键为接枝改性提供了可能，通过接枝可增加粘结剂的初粘性、耐热性和粘结性等。
    • 丙烯酸及丙烯酸酯类接枝：国内多采用溶液接枝法，以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸丁酯（BMA）、丙烯腈（AN）、丙烯酸（MAH）为单体，在过氧化苯甲酰（BPO）作用下对SIS进行改性。实验表明，MMA和BMA及其混合物可有效接枝SIS，增强其极性和柔韧性，改善与极性材料表面的粘接性能。
    • 丁基橡胶改性：SIS中的聚异戊二烯链段易受氧、热、光等作用断裂而降解和交联，影响压敏胶性能。丁基橡胶化学不饱和度低，聚异丁烯链不活泼，耐热和耐氧化性能远优于其他通用橡胶，可用于改善SIS的性能。

二、SIS压敏胶改性

SIS弹性体本身无初粘性，配制压敏胶时需添加粘结树脂、软化剂、防老剂等添加剂。其改性主要有两种方式：一是改变压敏胶的组成或含量，根据胶黏剂要求选择不同的增粘树脂、溶剂及添加剂或调整各组份含量；二是共混改性，通过加入其他类型的胶黏剂或添加剂增加体系极性，增大混合粘结剂与极性面料的粘合力，这是生产特殊性能粘合剂的常用方法。SIS压敏胶改性可显著提高与极性材料的粘结力，提升耐热性和耐候性，且改性简便、设备简单、原料和能源消耗低，适合公司生产满足不同性能要求的粘结剂。

三、紫外光或电子束改性

在热熔压敏胶涂布后，通过短暂的电子束或紫外照射，使SIS弹性体的双键断裂产生自由基，进而发生聚合反应。一般在涂布后使弹性体冷却至SIS链段的Tg以下，SIS先进行物理交联，再用电子束或紫外照射进行部分化学交联，可弥补物理交联的不足，大幅提高胶黏剂的耐温性和耐溶剂性，且不影响粘性。紫外和电子束改性还能提高剥离强度和持粘性，环境污染小、原料和能耗极少，是极具发展前景的技术。

上一个

热塑性弹性体TPE：成长市场下的工艺优势探秘

汽车防滑垫的作用及常见材质

下一个