热塑性弹性体在新能源汽车领域的新产品开发

1、吸音材料

新型吸音材料利用热塑性弹性体的特性，通过增加材料的孔隙率和密度来吸收和隔离声音，从而减少车内外噪音，提升乘坐舒适性。

2、超疏水表皮

超疏水表皮通过在车辆表面创建一层微小的结构来实现，这些结构能够大幅增加液体的接触角，从而使水滴和其他液体容易被表面排斥。这一特性不仅提升了车辆的清洁维护效率，还能有效防止冰的积累。

3、表面自修复

利用特殊的聚合物复合材料，这些材料能在受到物理损伤后触发化学或物理反应自我修复。自修复技术可以延长汽车外表面的使用寿命，减少因小划痕或轻微损伤所需的修复工作。

二、超疏水表皮

1、超疏水原理

超疏水性是指材料表面对水的极端排斥性，这种特性通过增加表面与水滴的接触角来实现。

当接触角θ=0°时，液体完全浸润表面；当接触角在0°<θ<90°时，液体部分润湿固体表面，即亲水表面；当接触角在90°<θ<150°范围时，液体不润湿表面，即疏水表面；当接触角θ>150°时，便达到了超疏水表面的要求。

Young理论：这是描述理想光滑表面上的液体浸润性的基础理论。根据Young理论，表面的超疏水性与固体表面的化学成分和结构有关。

Wenzel教授于1936年针对粗糙表面提出了新的理论，当液滴滴落在粗糙表面时，粗糙的缝隙将被填满，得到结论：

（1）当接触角＜90°时，随着粗糙度的增加，接触角会变小，即变得更加亲水；

（2）当接触角＞90°时，随着粗糙度的增加，接触角会变大，即变得更加疏水，即表面粗糙度的增加有利于超疏水表面的制备。

Cassie于1944年对Wenzel所提出的理论进行了修改和拓展，在他的理论中，液滴并不会润湿粗糙表面的微结构凹槽中，因此这些凹槽中会存有一定量的空气，从而使得液滴在这种粗糙的固体表面上呈现完全托起的状态。

2、超疏水应用

a）防水防冰

由于具有拒水性，液滴粘附含量的减少可以减少冰的形成或延迟冻结，另一方面，相比于具有精细微结构的超疏水表面，水滴在平坦的表面上很有可能会分散得更多，进而更容易形成一种可以立即冻结的薄膜冰层，因此，超疏水材料在使得固体表面具有显著的防覆冰能力。

b）自清洁

由于荷叶表面对液滴有着较低的粘附性，当灰尘污物落在荷叶表面时，水滴滚落的同时带走附着在表面上的污物，也就是常说的自清洁性能。

c）防腐蚀

在金属或者金属表面涂覆超疏水的涂层，就可以在潮湿环境中作为金属表面的屏障，有效防止水汽与金属或金属合金的接触。

3、SEBS超疏水弹性体制备

三、表面自修复材料

自修复材料由于具有提高材料可靠性、耐久性和使用寿命的可能备受关注。特别是聚合物自愈材料由于廉价、质轻、易于制造、生物兼容好等优点被应用在的不同的应用领域（电容器、电子皮肤、涂层、粘接剂等）。

内在修复材料：非共价键相互作用+共价键相互作用力

1、自修复原理

内在修复材料：非共价键相互作用+共价键相互作用力

a）非共价键相互作用：氢键、π-π共轭、主客体之间相互作用、静电相互作用、金属配体相互作用

超分子水凝胶快速的自愈能力，以及非凡的机械性能，包括极高的拉伸能力和良好的抗疲劳性能。

仿生贻贝设计将动态可逆的铁邻苯二酚配位键与交联的环氧网络的共价键结合在一起

b）共价键相互作用：可逆的D-A键、可逆的2S键、动态的硼氧键、动态的酯键

呋喃低聚物（FR）和1,8-双（马来酰亚胺基）-1-乙基丙烷（BME）进行环加成，获得的具有DA键的高强度的交联自修复聚合物。

聚（丙二醇）（PPG）链末端的氨基与甲酰基苯硼酸（PBA）三聚体来合成与氮配位的硼氧烷交联的3D聚合物网络。

2、自修复材料在汽车行业应用

• 漆面自修复
• 内饰材料自修复
• 透明或高光塑料表面的自修度

   

3、基于氢键相互作用的透明的自修复聚脲弹性体的制备和研究

a）自修复性能

在相同的愈合条件下，HMDI比例较高的聚合物自愈效率较差。对于DT-IPDI1-HMDI1和DT-HMDI，愈合6h后其愈合效率分别为73.7%和35.9%。

HMDI含量较低的DT-IPDI3-HMDI1的效率为76.5%一方面，DT-IPDI1-HMDI1和DT-HMDI具有较高的HMDI比值，表现出较强的分子网络刚性，分子的迁移率受到较大的HMDI簇的限制，阻碍了重建，导致愈合效率较低。

另一方面，DT-IPDI3-HMDI1的氢键结合强度很低，不稳定的复杂结构会降低愈合效率。

b）光学保护涂层

利用WGT-S透光率雾度仪观察了雾度在刮伤愈合试验的几个周期内的可逆性变化（平均值12.60-16.60%）。

来源：四川大学张爱民在艾邦第六届热塑性弹性体技术与应用研讨会发言整理

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原文始发于微信公众号（艾邦弹性体网）：热塑性弹性体在新能源汽车领域的新产品开发