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合成橡膠中的“孿生兄弟”:SIS與SBS的差異解析

2025-03-24


       在合成橡膠領(lǐng)域,?SIS(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)?與SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)?常被稱作“孿生兄弟”,兩者均屬于熱塑性彈性體(TPE),具有橡膠的彈性和塑料的可加工性。然而,其分子結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)及適用場景卻存在顯著差異。本文將從科學(xué)角度解析二者的核心區(qū)別,并探討其在不同工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用價值。

 

?一、分子結(jié)構(gòu)
1.?單體差異

       ?SIS:由苯乙烯(S)與異戊二烯(I)交替聚合形成,異戊二烯鏈段含甲基側(cè)鏈,賦予分子鏈更高的柔韌性和自由體積。
       ?SBS:由苯乙烯(S)與丁二烯(B)交替聚合,丁二烯鏈段為直鏈結(jié)構(gòu),分子鏈排列更緊密,剛性強(qiáng)于SIS。


?2.相分離特征

       兩者均呈現(xiàn)“硬段(苯乙烯)分散于軟段(橡膠相)”的微觀相分離結(jié)構(gòu),但SIS的軟段(聚異戊二烯)因甲基側(cè)鏈的存在,?玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)更低?(約-55℃),耐寒性優(yōu)于SBS(Tg約-80℃)。


?二、性能對比

?性能指標(biāo) SIS SBS
彈性與柔軟性 更高(甲基側(cè)鏈提升鏈段活動性) 較低(丁二烯鏈段緊密堆積)
?耐低溫性 -55℃仍保持彈性 -80℃以下易脆化
粘性與剝離強(qiáng)度 初粘性更強(qiáng),適合壓敏膠 內(nèi)聚力更高,適合結(jié)構(gòu)粘接
?耐熱性 上限約80℃(需改性提升) 上限約100℃(耐熱性更優(yōu))
?透明度 更優(yōu)(分子鏈無序度大)  較差(結(jié)晶度高)


?三、應(yīng)用領(lǐng)域
?1.SIS的“主戰(zhàn)場”?

       ?壓敏膠與熱熔膠:憑借優(yōu)異的初粘性和低溫性能,SIS是醫(yī)用敷料、紙尿褲背膠、標(biāo)簽?zāi)z的優(yōu)選基材。例如,全球約70%的衛(wèi)生用品熱熔膠采用SIS基配方。
       ?高端密封材料:用于光纜密封油膏、汽車波紋管等,耐候性和耐屈撓性突出。


2.?SBS的“傳統(tǒng)優(yōu)勢”?

?       鞋材與瀝青改性:SBS的高內(nèi)聚力適合鞋底材料,其與瀝青共混可提升道路抗車轍性。
       ?塑料增韌:與聚丙烯(PP)共混,改善注塑制品的抗沖擊性能。


?四、生產(chǎn)工藝與市場格局
1.?生產(chǎn)難度

       SIS合成需異戊二烯單體,其來源受限(主要依賴石油裂解副產(chǎn)物),工藝控制難度高于SBS。全球僅少數(shù)企業(yè)(如中石化巴陵石化、美國科騰)具備規(guī)模化產(chǎn)能。


?2.市場規(guī)模

       2024年全球SIS產(chǎn)能約35萬噸,不足SBS的三分之一,但需求增速更快(年均8%-10%)。


?五、未來趨勢:改性技術(shù)與綠色轉(zhuǎn)型
1.?氫化改性

       ?SEPS(氫化SIS)?:通過加氫消除雙鍵,耐熱性提升至120℃以上,適用于高端潤滑油、醫(yī)療器械。
?
       SEBS(氫化SBS)?:耐老化性增強(qiáng),用于戶外耐候材料。


?2.生物基替代

       ?開發(fā)生物基異戊二烯(如從植物提取),降低SIS生產(chǎn)的碳足跡,契合《綠色低碳轉(zhuǎn)型產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄》要求。

       ?SIS與SBS的差異源于分子結(jié)構(gòu)的“一字之別”,卻塑造了二者截然不同的性能圖譜與應(yīng)用邊界。隨著材料改性技術(shù)的進(jìn)步,這對“孿生兄弟”將在高端制造、綠色化工等領(lǐng)域持續(xù)拓展新的可能性。

 

 

 

 

 

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       寧波市鄞州搏特聚合物新材料有限公司,主營國內(nèi)外SBC類合成橡膠(SBS、SEBS、SIS)、瀝青、橡膠油、炭黑、碳酸鈣、瀝青添加劑等系列產(chǎn)品,擁有輻射全國的銷售服務(wù)網(wǎng)絡(luò)并建立相對應(yīng)的倉儲物流體系,打造專業(yè)、快捷、穩(wěn)定、一站式、可持續(xù)的交易平臺。

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