一文讀懂TPR原料特性及應(yīng)用.拿走,收藏好

中國(guó)智造 匠心造材（東莞市戈塑新材料有限公司）專注彈性體TPE/TPR/TPU/TPV/TPEE的研發(fā)與生產(chǎn)，塑造每一顆環(huán)保材料的品質(zhì)與創(chuàng)新。

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1.TPR原料概念

   TPR原料，指的是以熱塑性丁苯橡膠SEBS,SBS為基材，添加其他必要的無(wú)機(jī)、有機(jī)及高分子組分共混，經(jīng)過(guò)設(shè)備攪拌混合、螺桿擠出、切粒冷卻制得的具有橡膠彈性特性的顆粒原材料，TPR原料實(shí)際上屬于高分子復(fù)合材料，其初始形狀為顆粒狀。TPR，英文全稱Thermo-Plastic Rubber，意思是熱塑性橡膠。

 2. TPR原料基本特性

  2.1外觀

  光澤：SBS基材的TPR外觀為高光亮的粒子，而SEBS基材的TPR(TPE)則為亞面的顆粒。

  透明度及顏色：外觀為透明或不透明的粒子。不透明實(shí)色的粒子底色為白色，不同的配混體系，顏色略有差異。

  粒子形狀：最初生產(chǎn)廠做出來(lái)的TPR粒子為切粒狀（圓柱條形），目前出于對(duì)產(chǎn)品外觀質(zhì)量的考慮，廠商優(yōu)化生產(chǎn)切粒設(shè)備，做出來(lái)的粒子以圓粒為主，看起來(lái)產(chǎn)品更高檔。

  2.2硬度

  TPR原料為具有橡膠特性的軟性高分子材料，硬度是其重要的一個(gè)物性參數(shù)。并且通過(guò)調(diào)整以SEBS,SBS為基材的配混體系的組分含量配比，可以變化TPR原料的硬度（及物性），使得材料可以廣泛應(yīng)用于不同的行業(yè)。

  2.2.1TPR原料的硬度范圍：

  最常見(jiàn)的硬度范圍是0~95A(Shore),硬度高于95A,一般以D來(lái)表示。以邵氏D表示的TPR原料，其硬度范圍大概在40~60D. 關(guān)于邵氏硬度A與D的換算，有如下三種近似的換算關(guān)系如下：

  （1）、 D=A-50 ；

 （2）、D=A/2 ；  （3）、A=0.173D+86.58.

  筆者認(rèn)為第二種算法相對(duì)簡(jiǎn)單，并且實(shí)際案例中比較常用。如果用戶對(duì)硬度要求比較精準(zhǔn)，建議還是采用相應(yīng)的硬度計(jì)去測(cè)量樣板的實(shí)際硬度。

  另外基于SEBS的TPR(TPE),可以提供硬度低于0A的超軟TPR,通常硬度單位以C或OO表示。這類超軟TPR(TPE)在一些情趣用品，實(shí)體娃娃，醫(yī)用教學(xué)模型，減震座墊產(chǎn)品上有著廣泛的應(yīng)用。

 圖三：TPR原料ShoreA,D,OO硬度對(duì)照表

  2.2.2TPR原料硬度測(cè)量

  如上，不同硬度范圍的TPR材料，應(yīng)采用相應(yīng)的邵氏硬度計(jì)（ShoreA,D,C)來(lái)測(cè)量。但實(shí)際上多數(shù)情況下,TPR原料的硬度，主要以邵氏硬度計(jì)A來(lái)度量。以邵氏硬度A表來(lái)測(cè)試TPR原料樣板硬度，樣板的厚度一般在6.5mm左右，邵氏硬度計(jì)A的針頭刺入樣板的極限深度為2.5mm。樣板偏薄，測(cè)出的材料硬度可能偏硬，樣板偏厚，測(cè)出的材料硬度偏軟。

  測(cè)量硬度初時(shí)，TPR原料能承受較大的壓力，但隨著時(shí)間的推移，因發(fā)生蠕變和松弛而會(huì)屈服。在讀取硬度計(jì)的數(shù)值時(shí)，可以即時(shí)讀取，也可在某一段特定延遲時(shí)間之后讀取，通常是在 5 至 10 秒之后讀取。另外讀取硬度數(shù)據(jù)時(shí)，采用及時(shí)讀數(shù)比延時(shí)讀數(shù)，數(shù)值一般偏高。

  2.3 其他基本物性參數(shù)

  除硬度外，關(guān)于TPR原料的比較重要的物性參數(shù)有：

  比重，大致范圍在0.84~1.3克/立方厘米；拉伸強(qiáng)度：大致范圍3~10MPa；斷裂伸長(zhǎng)率：200~1500%；縮水率：1.5~3%；熔融指數(shù)：1~20g/10min(2.16kg,190℃)

  2.4 TPR原料物理功能特性

  熟悉TPR原料的朋友都比較了解，TPR原料有著廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。這除源于其具有廣泛可調(diào)整的硬度范圍外，還歸結(jié)于TPR原料具有很多功能特性，現(xiàn)分享如下：

  2.4.1柔觸感與包覆性

  TPR原料觸感柔軟，并且同時(shí)具有良好的包覆性，包覆性指的是TPR原料可以與多數(shù)硬塑料復(fù)合注塑成型為一整體，賦予產(chǎn)品以軟觸感。日常生活中的牙刷，運(yùn)動(dòng)器材，美容器材，電動(dòng)工具，箱包配件，各種腳輪，電子產(chǎn)品，智能穿戴等，都系采用TPR包覆成型。另外如線纜線材，情趣用品等，均優(yōu)異的展現(xiàn)了TPR的柔觸感。

  2.4.2減震防滑特性

  TPR具有橡膠彈性，具備減震及防滑等功能性。很多腳墊，座墊，防滑墊，鞋底等，均采用TPR為原材料。

  2.4.3密封及彈性

  TPR原料具有優(yōu)良的回彈性?？捎米髅芊?，如密封條，密封圈等，其高彈性也可用于健身器材，醫(yī)療器械，如醫(yī)用止血帶，拉力器拉力帶，瑜伽健身帶。

  2.5 TPR原料其他特性

  耐溫：高溫70~90℃，低溫-50℃；

  耐化學(xué)性：耐溶劑性一般，有較強(qiáng)的耐水解性及耐醇溶劑；不耐酸堿及有機(jī)溶劑以及機(jī)油潤(rùn)滑油等。

  耐候性：基于SEBS改性的TPR(TPE)具有良好的耐候性及耐老化性，抗UV可達(dá)到3.5~4級(jí)；

  2.6 TPR原料環(huán)保特性

  TPR原料是優(yōu)良等級(jí)的高分子材料，符合ROHS,REACH(SVHC),EN71，不含PAHS、NP、BPA、鄰苯二甲酸酯及鹽。

3.TPR原料選料技巧

  3.1最有效的辦法是用戶提供OK樣板給到供應(yīng)商。供應(yīng)商根據(jù)樣板，分析其性能要求，提供相應(yīng)的TPR原料牌號(hào)給到用戶試辦確認(rèn)。

  3.2一些（國(guó)外的）用戶，可能不方便或者沒(méi)有OK樣板。這時(shí)用戶應(yīng)提供材料物性要求，以及做什么產(chǎn)品，有沒(méi)有特殊應(yīng)用要求。供應(yīng)商只有在詳細(xì)了解用戶的要求后，才能提供適宜的樣品給到用戶。

  3.3客戶若沒(méi)有樣板，對(duì)要求也不明確。則不能提供樣料給客戶試辦。

4.TPR原料成型事宜

  4.1 單物料注塑成型

    采用普通注塑機(jī)成型。料筒段130~140℃；計(jì)量段150~170℃；塑化段180~200℃；射出段，180~190℃.依TPR原料物性、設(shè)備、模具及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等適當(dāng)調(diào)整注塑溫度及注塑速度，壓力等參數(shù)。

  4.2包覆成型

  根據(jù)硬料品種及材料應(yīng)用要求，選擇合適的包覆料牌號(hào)?？刹捎秒p色注塑機(jī)快速成型以及普通注塑機(jī)，兩套模具，分兩次注塑成型。包覆成型溫度160~250℃。包膠PP170~190℃；包膠ABS,180~200℃；包膠PC,200~220℃；包膠尼龍220~250℃。

  包膠PC,PP,ABS都很容易，包膠尼龍PA，如果是用包膠模具，建議先對(duì)尼龍件預(yù)熱，再立即對(duì)預(yù)熱件進(jìn)行TPR料包覆成型。對(duì)于較大面積，流道較長(zhǎng)的包覆結(jié)構(gòu)，盡量在合理的模具位置多開(kāi)幾個(gè)進(jìn)膠點(diǎn)。

  4.3 擠出成型

  TPR原料擠出成型，擠出溫度比注塑成型稍低，一般170~190℃；SBS基材的TPR擠出溫度比SEBS基材的TPR(TPE)擠出溫度要略低10~20℃.另外擠出成型，應(yīng)盡量選擇熔指較低，熔體強(qiáng)度高些的TPR料牌號(hào)。

  4.4配色事宜

   若是色粉，應(yīng)注意其分散性，在混合配色時(shí)不至于發(fā)生團(tuán)聚，必要時(shí)可配擴(kuò)散劑，以利于色劑分散。

   若是色母，應(yīng)注意色母載體樹(shù)脂的選取，載體樹(shù)脂的與TPR原料的相容性很重要，另外載體樹(shù)脂的熔點(diǎn)應(yīng)比TPR原料稍低，熔點(diǎn)最大限度不能高于TPR原料的熔點(diǎn)。

   對(duì)于SEBS基材的TPR,TPE,若硬度較高(50A以上)，可采用PP作為載體樹(shù)脂，低硬度TPR,TPE，可采用LDPE或EVA為載體樹(shù)脂。

   對(duì)于SBS基材的TPR,若硬度較高若硬度較高(50A以上)，可采用PS作為載體樹(shù)脂，低硬度TPR，可采用EVA為載體樹(shù)脂。