مهندسی مواد پیشرفته و کاربردهای چند منظوره استایرن-اتیلن-بوتیلن-استایرن (SEBS) الاستومرهای ترموپلاستیک

1. استراتژی های خیاطی و عملکردی مولکولی
عملکرد سس توسط معماری Triblock آن اداره می شود ، جایی که بلوک های پلی استایرن (PS) استحکام مکانیکی را فراهم می کنند و بلوک های میانی اتیلن-بوتیلن (EB) رفتار الاستومری را قادر می سازد. تکنیک های اصلاح پیشرفته عبارتند از:

• هیدروژن زدایی انتخابی : هیدروژناسیون پس از پلیمریزاسیون ، پیوندهای مضاعف باقیمانده را در پیش سازهای پلی بوتادین از بین می برد و باعث افزایش پایداری اشعه ماوراء بنفش (ΔYI <2 پس از قرار گرفتن در معرض quv 1000 ساعت) و مقاومت حرارتی (سرویس مداوم تا 120 درجه سانتیگراد) می شود.

• پیوند گروه قطبی : عملکردی آنهیدرید مالئیک (MAH) یا گلیسیدیل متاکریلات (GMA) (0.5-5 درصد وزنی) سازگاری با ماتریس های قطبی (به عنوان مثال ، PA6 ، PBT) را بهبود می بخشد و قدرت کششی کامپوزیت را 30-50 ٪ افزایش می دهد.

• واگنی شدن پویا : دامنه های EB اتصال به پراکسیدها (به عنوان مثال ، دیکومیل پراکسید ، 0.1-2 PHR) و ولکانیزات های ترموپلاستیک (TPV) با مجموعه فشرده سازی <25 ٪ (ASTM D395) ایجاد می کند.

2. ترکیب با کارایی بالا و توسعه نانوکامپوزیت
SEBS به عنوان ماتریس برای کامپوزیت های چند منظوره ، با استفاده از سیستم های پرکننده هیبریدی استفاده می کند:

• شبکه های رسانا : ترکیب نانولوله های کربن (CNTS ، 3-7 درصد وزنی) یا نانوذرات گرافن (GNPS ، 5-10 درصد وزنی) به مقاومت در برابر حجم 10 درجه 10 -10 Ω · سانتی متر دست می یابد ، امکان اتلاف استاتیک در لوله های پزشکی یا محافظ EMI را فراهم می کند.

• تقویت مواد معدنی : تالک (20-40 درصد وزنی) یا فیبر شیشه ای (15-30 درصد وزنی) مدول خمشی را به 1-3 GPA افزایش می دهد در حالی که در استراحت> 150 ٪ حفظ می شود.

• سیستم های درمانی خود : افزودنیهای Diels-alder که در زنجیره های SEBS یکپارچه شده اند ، ترمیم ترک را از طریق بازپخت حرارتی (80-100 درجه سانتیگراد) فعال می کنند و 90 ٪ از استحکام اولیه اشک را بازیابی می کنند.

3. پردازش دقیق و تولید افزودنی
پارامترهای پردازش بهینه شده عملکرد قابل تکرار را در روشهای تولید تضمین می کنند:

• اکستاروژن : دمای ذوب 180-220 درجه سانتیگراد و سرعت پیچ 50-150 دور در دقیقه نازک شدن برشی (شاخص قدرت قانون N = 0.3-0.5) با کنترل تورم Die (<10 ٪ انحراف).

• قالب تزریقی : نرخ خنک کننده سریع (20-40 درجه سانتیگراد در ثانیه) بلورینیت دامنه PS را به حداقل می رساند و باعث کاهش صفحه در اجزای دیواره نازک (ضخامت <1 میلی متر) می شود.

• چاپ سه بعدی : مخلوط SEBS/پلی الیفین (MFI = 5-15 گرم در 10 دقیقه) ساخت رشته ذوب شده (FFF) از شبکه های انعطاف پذیر با سختی قابل تنظیم را فعال می کند (ساحل 50-90).

4. خواستار برنامه های صنعتی
4.1 نوآوری خودرو

• مهر و موم های مقاوم در برابر آب و هوا : TPV های مبتنی بر SEBS (گرانش خاص 0.95-1.10) EPDM را در محاصره پنجره جایگزین کنید ، با تحمل چرخه -40 درجه سانتیگراد تا چرخه 130 درجه سانتیگراد بدون سخت شدن (کلاس ASHRAE 4).

• میرایی لرزش : SEB های فوم میکروس سل (اندازه سلول 50-200 میکرومولار) NVH را با 8-12 دسی بل در موتورهای موتور کاهش می دهد و از لاستیک سنتی در مقاومت در برابر خستگی (10 درجه چرخه در 10 هرتز) بهتر است.

4.2 پیشرفت های زیست پزشکی

• ایمپلنت های شستشوی مواد مخدر : غشاهای SEBS (تخلخل 40-60)) که با سیرولیموس (1-5 میکروگرم بر سانتی متر مربع) بارگذاری شده است ، دارای شیرهای سیتوتوکسیک صفر (ISO 10993-5 سازگار) و نسخه کنترل شده بیش از 90 روز است.

• سنسورهای پوشیدنی : SEBS/کامپوزیت های سیاه کربن (فاکتور سنج سنج piezoresistive = 5-10) E-Skins حساس به فشار را برای ردیابی حرکت مفصل در زمان واقعی (محدوده کرنش 0-50 ٪) فعال کنید.

4.3 الکترونیک و انرژی

• هادی های کششی : جوهرهای پوسته SEBS/نقره ای (مقاومت ورق 0.1-1 Ω/متر مربع) هدایت را در 300 ٪ کرنش برای اتصال به صفحه نمایش تاشو حفظ می کنند.

• محاصره PV : فیلم های SEBS (ضخامت 0.2-0.5 میلی متر ،> 90 ٪ انتقال اشعه ماوراء بنفش) از سلولهای خورشیدی پروسكیت محافظت می كنند ، و به دست آوردن 85 ٪ حفظ راندمان پس از 1000 ساعت آزمایش مرطوب می رسد.

5. پایداری و اقتصاد دایره ای

• SEBS مبتنی بر زیستی : مونومرهای استایرن مشتق از اسید فرولیک دارای نمرات بیوگرافی 30-50 ٪ با ساحل یکسان سختی و استحکام کششی (15-25 مگاپاسکال) در مقابل آنالوگ های مبتنی بر نفت.

• بازیافت شیمیایی : پیرولیز کاتالیزوری (450-600 درجه سانتیگراد ، کاتالیزورهای ZSM-5) 70-85 ٪ استایرن و اتیلن مونومر را بازیابی می کند و امکان پردازش حلقه بسته را فراهم می کند.

• ترکیب بازیافت : پس از صنعتی SEBS Regind (بارگذاری 20-40 ٪) در ترکیبات باکره> 90 ٪ خاصیت کششی و اشک را حفظ می کند و CO₂ گهواره به دروازه را 15-25 ٪ کاهش می دهد.

6. منظره نظارتی و استاندارد

• انطباق FDA : SEBS درجه پزشکی (21 CFR 177.1810) مطابق با استانداردهای کلاس VI USP برای ایمپلنت ها ، با استخراج های <0.1 ٪ (هگزان ، 50 درجه سانتیگراد ، 72 ساعت).

• REACH & ROHS : فرمولاسیون عاری از هالوژن (Cl <50 ppm ، BR <10 ppm) مطابق با دستورالعمل اتحادیه اروپا 2011/65/اتحادیه اروپا برای کاربردهای الکترونیکی و خودرو است.

• استانداردهای ASTM : پروتکل های تست کلیدی شامل D412 (کششی) ، D624 (مقاومت اشک) و D746B (انعطاف پذیری با دمای پایین) است.

چشم اندازهای آینده
سیستم های نسل بعدی SEBS با الگوی مواد هوشمند همگرا هستند:

• محرک های چاپی 4D : کامپوزیت های SEBS/Azobenzene با پاسخگو به نور ، تحت قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش 365 نانومتر قرار می گیرند.

• الاستومرهای رسانا یونی : یونوژل های SEBS/LITFSI (هدایت یونی 10⁻³-10⁻² S/cm) الکترولیت های باتری حالت جامد پیشگام.

• فرمولاسیون AI محور : مدل های یادگیری ماشین پراکندگی بهینه پرکننده (پارامترهای حلالیت هانسن) و پخت سینتیک ، کاهش چرخه R&D توسط 40-60 ٪ .