苯乙烯类热塑性弹性体的生物功能改性研究进展

孙振龙,闫顺杰*,周容涛,张桢焱*,李晓萌,殷敬华

(威高集团有限公司a.医用植入器械国家工程实验室;b.山东省医用植入器械技术重点实验室,山东 威海264210)

苯乙烯类热塑性弹性体(TPS)是近年来产量最大、发展最快的一种热塑性弹性体材料[1-2]。TPS是由阴离子无终止型聚合反应合成的嵌段共聚物,在室温下TPS是以在单一高聚物的链内或由组成材料而形成的相互贯穿的基体内存在软硬链段(或相)为特征的。TPS属于三嵌段共聚物,其分子两端由聚苯乙烯(PS)构成,分子中间段为具有橡胶性质聚烯烃(如:聚丁二烯、聚异戊二烯、乙烯丙烯共聚物、乙烯丁烯共聚物和聚异丁烯等)。其中,PS作为TPS的硬段(塑料段),聚烯烃作为TPS的软段(橡胶段)。从分子链结构看,TPS可分为线型嵌段苯乙烯类热塑性弹性体和星型苯乙烯类热塑性弹性体;从组成上可分为两大类,一类是橡胶相为不饱和链构成,品种主要有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS);另一类是橡胶相为饱和链构成,主要品种有苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)[3]。

TPS在常温下显示硫化橡胶特性,而在高温下会发生塑性流动。这是因为该嵌段共聚物中硬段和软段2个组分相应有2个分离相,且有各自的玻璃化温度(Tg)。对于PS硬段,其Tg约为70～80℃,而聚烯烃软段的Tg约在－40 ℃以下。PS硬段在室温下失去流动性,相互缔合或“交联”发生固化,形成物理交联区域。这些缔合区域的直径为30 nm左右,能够呈现出补强剂的作用。聚烯烃中间相比较柔顺,赋予TPS一定的柔顺性[4]。……