热塑性橡胶：性能优异的第三代橡胶材料

热塑性橡胶是近代发展起来的一种新型材料，在鞋底材料中，热塑性橡胶占有突出的位置。热塑性橡胶兼有塑料的热塑性和橡胶的高弹性，它在高温下可呈塑性流动状态，因而可以像塑料一样进行加工成型；不需要进行硫化而在常温下有具有橡胶的弹性。其弹性和塑性两种物理状态之间的相互转变，仅仅取决于温度的变化，而且是可逆的，因此，在加工过程中的边角料可以重新加以利用。由于热塑性橡胶可以像塑料那样经挤出、注射、模压等工序塑化成型，所以热塑性橡胶是一种既有橡胶优良的使用性能，又有塑料高速成型的加工性能的新型鞋底材料。

一、热塑性橡胶的结构

热塑性橡胶是采用化学接枝共聚的方法，在分子链结构上混合而制成的一种橡胶和塑料的有规立构嵌段共聚物。

在热塑性橡胶中，显示橡胶弹性的成分称为“橡胶段”或“软段”，易使大分子链间形成网状结构的“约束”成分称为“塑料段”或“硬段”。其中“橡胶段”有聚丁二烯、聚异二烯、聚异丁烯等，“塑料段”有聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。

例如，热塑性丁苯橡胶，即丁二烯和苯乙烯的嵌段共聚物，其大分子链的中间是柔软的聚丁二烯，两端是塑性的苯乙烯均聚物嵌段，即苯乙烯（S）—丁二烯（B）—苯乙烯（S）三嵌段结构，所以称为SBS，S嵌段的相对分子质量为1万～1.5万，B嵌段的相对分子质量为5万～7万。

由SBS的结构明显看出，SBS具有两相结构的互不相溶性，聚苯乙烯的嵌段分散在聚丁二烯嵌段的橡胶相中。在高应力下聚苯乙烯嵌段变柔顺，聚苯乙烯嵌段的塑料区起补强作用，产生物理交联，推迟了破坏的发生。在常温下，聚苯乙烯嵌段呈玻璃状，非常坚硬，使连续相的聚丁二烯末端固定下来，不能自由延伸而缠绕起来，构成了“物理交联网状结构”，呈弹性体。如果加高温度超过聚苯乙烯的T_g，则塑料区软化，交联点熔化，即可出现塑性流动。而冷却时，这种交联点又可以重新建立，恢复网状结构，这就是SBS具有热塑性和弹性的依据。

在压力作用下，产生塑性流动，表现出热塑性质，则可采用塑料的加工方法，快速成型。除了SBS，还有热塑性聚氨酯橡胶，软段为聚醚或聚酯，硬段为聚氨酯、聚醚（软）聚酯（硬）共聚物。

二、热塑性橡胶的性能及用途

由于分子结构的特点，使热塑性橡胶有较其他橡胶所不及的优异特性：(www.xing528.com)

①无须硫化：分子链之间能够自然地形成网状结构，有自身补强的作用。因此，热塑性橡胶无须硫化。

②弹塑性：热塑性橡胶的网状结构在温度变化时具有可塑性，导致热塑性橡胶既具有橡胶的高弹性，又兼有热塑性塑料的加工性能。同时，边角余料可回收利用。

③耐寒性能好：具有特殊的耐寒性能，在—70℃时仍保持弹性。

④耐曲挠性优越：曲挠性是热塑性橡胶的一个重要标志。

⑤防湿滑性能好。

⑥由于它的热塑性质，也会带来一些不利因素。在60～70℃时易变软，并在稍高温（70～80℃）时，由于分子链的热运动，致使材料解聚断裂而不耐磨。

热塑性橡胶原料易得，成本低廉，性能优异。尤其是制品工艺简单方便，无须炼胶、硫化和补强（只需增加少量操作油和稳定剂即可），应用价值很大。

热塑性橡胶被称为第三代橡胶（第一代是指天然橡胶，第二代是指合成橡胶）。热塑性橡胶的应用已广泛地取代了一般橡胶外底。最有发展的是直接在鞋上注塑鞋底（在注塑机上容易加工），现在也有用热塑性橡胶生产热塑橡胶外底、后跟面、鞋跟、主跟和内包头。根据国外资料报道，热塑性橡胶外底穿118天（实际穿着）出现穿透裂痕的只有6%，因此，热塑性橡胶成型外底可广泛用于制鞋工业。热塑性橡胶还广泛地应用于整体成型鞋的生产，如双色女靴等，在—20℃时热塑性橡胶仍能保持柔软性，因此，用它做的鞋可以在冬天穿用。