新研究揭示星型SEBS热塑性弹性体微相结构演化规律
近日，中国工程院院士、四川大学教授石碧团队成员郑婉副研究员等科研人员，以四臂星型SEBS（苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物）/聚丙烯（PP）热塑性弹性体为研究对象，通过调控石蜡油与环烷油的复配比例，系统探究了填充油组成对星型SEBS微相结构演化及宏观性能的作用机制。相关成果发表于国际学术期刊Polymer Testing。
填充油组成对星型SEBS微相结构演化及性能调控的作用机制。研究团队供图，下同论文第一作者、石碧院士团队科研助理钟豫瑾介绍，高性能热塑性弹性体（TPE）广泛应用于汽车内饰、运动器材、电子产品等领域，对材料的柔软触感、耐磨性和长期稳定性提出了日益严苛的要求。SEBS是其中应用最广泛的材料之一，而具有多臂拓扑结构的星型SEBS，因回弹性好、耐磨性高、锁油能力强，在高端软触感材料中展现出显著的应用优势。
钟豫瑾同时担任东莞富颖高分子新材料及功能皮革中试平台负责人，长期深耕高分子弹性体与精密硅胶材料领域，是富颖电子校企产学研合作与技术产业化的核心牵头人，重点对接四川大学等高校的联合研发与成果落地。他指出，为改善加工流动性，工业生产中通常需向SEBS中添加填充油，但填充油也会影响材料的力学性能、热稳定性及油迁移行为。尽管已有研究显示，填充油组成和SEBS分子结构均会影响材料性能，但不同油组成如何调控星型SEBS的微相结构，并进一步影响综合性能，其内在机制长期缺乏系统认识。
不同填充油组成下星型SEBS热塑性弹性体微相结构的演化。为此，研究团队综合运用流变测试、小角X射线散射（SAXS）、原子力显微镜（AFM）和动态力学热分析（DMTA）等多种表征手段，对材料的加工流动性、微相结构、相转变行为、力学性能及油迁移行为进行了系统分析。结果表明，随着环烷油比例升高，填充油在多相体系中的分布发生重新分配——更多油分子向聚丁烯（EB）/聚苯乙烯（PS）相界面及PS富集区域迁移，改变了PS相的局部微观环境，并驱动微相结构持续演化。
SAXS结果显示，体系微相结构的特征间距逐渐增大；AFM进一步观察到，PS富集相从较均匀分散状态逐渐演变为尺寸增大、局部连通的形貌。与此同时，材料的流变性能、动态力学性能、力学性能和油迁移行为均随微相结构演化呈现相应变化。
进一步分析表明，填充油组成不仅决定材料的加工流动性，还可通过调控微相结构影响综合性能。当环烷油含量为33.2%时，材料获得最佳综合性能：拉伸强度达11.62 MPa，同时兼具良好的加工流动性、热稳定性和抗油迁移能力。随着环烷油比例继续提高，PS相发生进一步塑化，微相结构持续演变，材料性能亦随之改变，说明填充油组成是调控星型SEBS微相结构与性能的关键因素。
论文通讯作者、四川大学轻工科学与工程学院副研究员郑婉指出，该研究建立了“填充油组成-微相结构-宏观性能”之间的关联关系，揭示了填充油组成调控星型SEBS微相结构演化及性能变化的内在机制，为油扩展型星型SEBS热塑性弹性体的组成设计与性能优化提供了新思路。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2026.109306
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