Kỹ thuật vật liệu tiên tiến và các ứng dụng đa chức năng của các chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo Styrene-ethylene-Butylene-Styrene (SEBS)

1. Chiến lược điều chỉnh phân tử và chức năng hóa
Hiệu suất của SEB, được điều chỉnh bởi kiến ​​trúc Triblock của nó, trong đó các khối cuối polystyrene (PS) cung cấp độ cứng cơ học và các khối giữa ethylene-butylene (EB) cho phép hành vi đàn hồi. Các kỹ thuật sửa đổi nâng cao bao gồm:

• Hydro hóa chọn lọc : Quá trình hydro hóa sau polymer hóa loại bỏ các liên kết đôi còn lại trong tiền chất polybutadien, tăng cường độ ổn định UV (ΔYI <2 sau 1.000 giờ tiếp xúc QuV) và điện trở nhiệt (dịch vụ liên tục lên tới 120 ° C).

• Ghép nhóm Polar : Maleic anhydride (MAH) hoặc glycidyl methacrylate (GMA) (0,5 Nott5 wt%) giúp cải thiện khả năng tương thích với ma trận cực (ví dụ, PA6, PBT), tăng cường độ kéo tổng hợp lên 30%50%.

• Huân chương năng động : Các miền EB liên kết ngang với peroxit (ví dụ: dicumyl peroxide, 0,1 Phem2 phr) tạo ra các chất lưu hóa nhiệt dẻo (TPV) với bộ nén <25% (ASTM D395).

2. Phát triển tổng hợp hiệu suất cao và phát triển nanocompozit
SEB phục vụ như một ma trận cho các vật liệu tổng hợp đa chức năng, tận dụng các hệ thống phụ nhân lai:

• Mạng dẫn điện : Kết hợp các ống nano carbon (CNT, 3 WT7%) hoặc các hạt nano graphene (GNP, 5 Nott10 wt%) đạt được điện trở suất thể tích 10²

• Củng cố khoáng sản : TALC (20 Ném40%) hoặc sợi thủy tinh (15 Hàng30 wt%) tăng mô đun uốn lên 1 GP3 GPa trong khi vẫn giữ độ giãn dài khi phá vỡ> 150%.

• Hệ thống tự phục hồi : Các chất gây nghiện Diels-Alder được tích hợp vào chuỗi Sebs cho phép sửa chữa vết nứt thông qua ủ nhiệt (80 nhiệt100 ° C), khôi phục> 90% cường độ nước mắt ban đầu.

3. Xử lý chính xác và sản xuất phụ gia
Các tham số xử lý được tối ưu hóa đảm bảo hiệu suất lặp lại trên các phương pháp sản xuất:

• Phun ra : Nhiệt độ tan chảy 180 Điện220 ° C và tốc độ vít của 50 50150150 RPM Cân bằng mỏng (chỉ số luật công suất N = 0,3 Nott0.5) với điều khiển sưng (độ lệch <10%).

• Đúc phun : Tốc độ làm mát nhanh (20 nhiệt40 ° C/s) giảm thiểu độ kết tinh miền PS, giảm độ cong vênh trong các thành phần có thành mỏng (độ dày <1 mm).

• In 3D : Hộp hỗn hợp Sebs/polyolefin (MFI = 5 Ném15 g/10 phút) cho phép chế tạo dây tóc hợp nhất (FFF) của các mạng linh hoạt với độ cứng có thể điều chỉnh (bờ A 50 5090).

4. Yêu cầu các ứng dụng công nghiệp
4.1 Đổi mới ô tô

• Con dấu chống thời tiết : TPV dựa trên SEBS (trọng lực cụ thể 0,95 Hàng1.10) Thay thế EPDM trong đóng gói cửa sổ, chịu được chu kỳ -40 ° C đến 130 ° C mà không làm cứng (ASHRAE Lớp 4).

• Giảm chấn rung : SEBS tạo bọt vi thể (kích thước tế bào 50 Ném200) làm giảm NVH xuống 8 81212 dB trong giá treo động cơ, vượt trội so với cao su truyền thống trong điện trở mệt mỏi (10⁷ chu kỳ ở 10 Hz).

4.2 Đột phá y sinh

• Cấy ghép thuốc : SEBS Membranes (độ xốp 40 Hàng60%) được tải với sirolimus (1 Ném5 μg/cm²) biểu hiện các chất độc gây độc tế bào không (tuân thủ ISO 10993-5) và phát hành có kiểm soát trong 90 ngày.

• Cảm biến đeo được : Vật liệu tổng hợp Sebs/Carbon Black (yếu tố đo Piezoresistive = 5 Ném10) cho phép các skin điện tử nhạy cảm với biến dạng để theo dõi chuyển động khớp thời gian thực (phạm vi biến dạng 0 505050%).

4.3 Điện tử và năng lượng

• Dây dẫn kéo dài : Mực Sebs/Flake bạc (điện trở tấm 0,1 Hàng1 ω/sq) duy trì độ dẫn điện ở biến dạng 300% cho các kết nối có thể hiển thị có thể gập lại.

• Đóng gói PV : Phim SEBS (độ dày 0,2, 0,5 mm,> 90% khả năng truyền UV) bảo vệ pin mặt trời perovskite, đạt được mức duy trì hiệu quả> 85% sau khi thử nghiệm nhiệt độ 1.000 giờ.

5. Tính bền vững và nền kinh tế tuần hoàn

• Sebs dựa trên sinh học : Các monome styren có nguồn gốc axit ferulic mang lại 30 lớp 50% độ chứa sinh học với bờ giống hệt nhau và độ bền kéo (15 Ném25 MPa) so với các chất tương tự dựa trên dầu mỏ.

• Tái chế hóa học : Phân vùng xúc tác (450 chất 600 ° C, chất xúc tác ZSM-5) thu hồi 70 monomer styrene và ethylene, cho phép tái xử lý vòng kín.

• Tái chế pha trộn : Hậu công nghiệp SEBS REGRIND (tải trọng 20 %40%) trong các hợp chất trinh nữ duy trì> 90% đặc tính và nước mắt, giảm CO₂ nôi đến 15%.

6. Cảnh quan theo quy định và tiêu chuẩn hóa

• Tuân thủ FDA : SEB cấp độ y tế (21 CFR 177.1810) đáp ứng các tiêu chuẩn của lớp VI USP cho cấy ghép, với các sản phẩm chiết <0,1% (hexane, 50 ° C, 72 h).

• REACH & ROHS : Các công thức không có halogen (CL <50 ppm, BR <10 ppm) tuân thủ Chỉ thị EU 2011/65/EU cho các ứng dụng điện tử và ô tô.

• Tiêu chuẩn ASTM : Các giao thức kiểm tra chính bao gồm D412 (kéo dài), D624 (kháng thuốc lá) và D746B (tính linh hoạt ở nhiệt độ thấp).

Quan điểm tương lai
Các hệ thống Sebs thế hệ tiếp theo đang hội tụ với các mô hình vật liệu thông minh:

• Các bộ truyền động in 4D : Các vật liệu tổng hợp SEBS/Azobenzene đáp ứng ánh sáng trải qua hình dạng có thể đảo ngược hình thành theo phơi nhiễm UV 365nm.

• Các chất đàn hồi dẫn điện ion : Các ionogels Sebs/litfsi (độ dẫn ion 10⁻³, 10⁻² s/cm) điện giải pin trạng thái rắn tiên phong.

• Công thức điều khiển AI : Các mô hình học máy dự đoán sự phân tán chất độn tối ưu (tham số độ hòa tan của Hansen) và bảo dưỡng động học, chém chu kỳ R & D bằng 40 thép60%.