只有一種功能的橡膠稱(chēng)為單一功能橡膠或穩態(tài)功能橡膠(Single function 稱(chēng)為S 功能)。兼備兩種功能的稱(chēng)之為D-功能(Dynamic function);由形態(tài)記憶而產(chǎn)生的功能稱(chēng)之為sh-功能或智能彈性體(shaping function)。目前所發(fā)現的彈性體,按其功能性可分為以下7 種:力學(xué)(或物理)、化學(xué)、水、光、輻射、電(磁) 和生物醫學(xué),其中水也具有功能性,水除有化學(xué)反應性外,也有與光類(lèi)似的交聯(lián)反應性。
Sh 功能彈性體
在此彈性體中,值得注意的研究動(dòng)向是主要作保鮮功能材料的1,2-聚丁二烯(HSPBd-1,2)和具有分離功能的彈性體。
HSPBd-1,2
日本合成橡膠公司(JSR) 以4 種牌號獨家生產(chǎn)HSPBd-1,2。這一聚合物含有規整度為50~70 的富有結晶的區域和結晶區,以大嵌段結構組成。其中結晶相為硬段,非結晶相為賦有橡膠彈性的軟段。HSPBd-1,2主要作為非交聯(lián)和交聯(lián)兩種材料使用。在非交聯(lián)材料方面,因為它不易破損,具有優(yōu)良的透氣性和透濕性,可用作新鮮食品的包裝材料。它不含有其他填料,不必擔心對食品的污染;在燃燒處理過(guò)程中,也不產(chǎn)生對環(huán)境的污染。這對于改善環(huán)境,生產(chǎn)合理化以及提高計量的準確性都有好處。
在醫療和醫用方面,已確認其對可溶性脂肪藥物無(wú)吸附作用。在交聯(lián)材料方面,則利用其紫外線(xiàn)敏感性,可作感光材料;巧妙地利用日光和熱的反應性,可作發(fā)泡材料;還可利用其高交聯(lián)和透明性特性,作熱固性材料(如制作光學(xué)唱片等)。
輻射功能彈性體
光化學(xué)將可見(jiàn)光和紫外線(xiàn)作為主要研究對象,而輻射化學(xué)則以X-射線(xiàn)和〥-射線(xiàn)為主要研究對象,因此近年把電子射線(xiàn)歸于輻射化學(xué)來(lái)研究。輻射能比紫外線(xiàn)能高,不需要在上述光敏彈性體中起固化或交聯(lián)作用的光敏基團和增光劑。在大容量集成電路上,非彈性材料(如甲基丙烯酸甲酯和丙烯的共聚物及氯化聚丙烯酸甲酯)已實(shí)現商品化,但彈性體的例子較少。環(huán)氯化聚丁二烯和聚異丁烯已有報道,前者雖然隨著(zhù)交聯(lián)反應幾率的增加定位反差下降,但感光率可達5×107~4×109c/cm3,很有發(fā)展前途。
光敏性彈性體
所謂光敏性彈性體,是指在光的作用下,引起分子內和分子間的化學(xué)或結構變化的彈性體。作為光吸收體,有彈性體本身帶有光敏性基團的(如肉桂基、丙烯?;?、迭氮基和二硫化氨基甲酸酯基)和外加光敏性化合物(增光劑)的兩種。其中已商品化的實(shí)例之一,是由天然橡膠合成的含肉桂?;膹椥泽w。光敏性彈性體的主要用途分為兩大類(lèi):自動(dòng)記錄器用和光敏折曲印刷板用,將來(lái)在彈性涂料和板材方面可能有新的用途。
水敏性功能彈性體
S 功能彈性體
形狀記憶、壓敏粘合和低滯后性彈性材料是利用力學(xué)功能的主要形式。其中引人注目的實(shí)例主要是用于形狀記憶材料,如HTPI,有天然(杜仲和古塔膠)和合成的兩類(lèi)。形狀記憶高分子材料根據形狀回復原理可分為4類(lèi): (1) 熱致形狀記憶高分子材料;(2) 電致形狀記憶高分子材料;(3) 光致形狀記憶高分子材料;(4) 化學(xué)感應型形狀記憶高分子材料。形狀記憶高分子材料主要有反式聚異戊二烯(TPI),交聯(lián)聚乙烯(XLPE)和聚氨酯(PU)等。
其中TPI 的主要原料是巴拉塔膠、杜仲膠和古塔膠、人工合成的反式聚異戊二烯。形狀記憶TPI 是以TPI 樹(shù)脂填料及交聯(lián)劑等為原料加工而成。這種功能聚合物具有易于成型、導熱性低、熔融透明等特性。利用TPI 的形狀記憶特性,先加工成便于運輸的形狀,使用時(shí)再加熱恢復到原狀??傊?,通過(guò)充分利用其低溫成型性、常溫高硬性、高門(mén)尼粘度和高沖擊強度、高熱熔粘合性以及交聯(lián)性等基本特性,S功能彈性體用途在不斷擴大。
電子產(chǎn)品,如鍵盤(pán)等是功能橡膠應用的重要市場(chǎng)之一
導電(磁性)功能彈性體
導電彈性體可分為復合型和半導體型兩類(lèi)。復合型的實(shí)例不多,如甲基乙烯基硅橡膠與40%乙炔炭黑復合彈性體的體積電阻可達100Ω?cm以下,與40%爐黑復合彈性體的體積電阻為119×103~416×107Ω?cm。采用硅橡膠的主要原因是不用硫黃交聯(lián)劑,耐熱和耐候性好。其用途,除作導電涂料、導電墨水之外,尤其可作鍵盤(pán)等開(kāi)關(guān)元件、輥類(lèi)材料、漏油傳感材料、防電磁波以及在紡織工業(yè)中作為抗靜電材料、導電膠輥、傳送帶等。
D 功能彈性體
按功能可分為化學(xué)、水敏、光敏、輻射、導電或磁性和生物醫學(xué)等6種。
化學(xué)功能彈性體
化學(xué)功能彈性體主要用于離子交換、催化生理活性以及乳化劑等。
生物醫用功能彈性體
在高科技醫療領(lǐng)域使用的彈性體中,作為人工臟器官材料,直接與人的血液接觸的實(shí)例不少。如體外血液循環(huán)材料、輸血用具、人工肺、人工皮膚、輔助人工心臟材料等。當血管損傷時(shí),血液凝固,阻止血液外流,這是身體自身的保護作用的重要實(shí)例。如果血液與材料(或異物)接觸,由于血栓的形成而會(huì )使血液被凝固,阻礙血液的流動(dòng),因此作為一種生物醫用材料應具有抗血栓性能。一是在材料上固定抗血栓物質(zhì),如肝素;二是使材料表面具有類(lèi)似于血管內壁的性質(zhì)和結構,如親疏水雙重性、親水凝膠結構。
水敏性功能彈性體,是指在濕氣或水存在的條件下,聚合物分子之間成鍵或者通過(guò)水分子成鍵的彈性體。前者稱(chēng)為水敏性彈性體,后者則稱(chēng)為親水性彈性體。親水性又可分為吸水性(或水膨脹性)和出水性。此類(lèi)彈性體可在常溫常壓下或在溫水中進(jìn)行連續交聯(lián),可用作各種容器的密封材料和屋項(或面)的覆蓋材料,今后將有更廣泛的用途。