值得你學(xué)習(xí)與收藏! 熱塑性彈性體的分類與解析
熱塑性彈性體是一種具有橡膠的特性(高彈性、壓縮永久變形等),又具有塑料的加工特征(工藝簡(jiǎn)單)的環(huán)保低碳性復(fù)合材料。大部分地區(qū)習(xí)慣以英文縮寫字母TPE 統(tǒng)稱熱塑性彈性體。還有一種說法是,TPE是熱塑彈性體總稱,TPU是熱塑性聚氨酯,TPV硫化熱塑性彈性體,TPR國(guó)內(nèi)普遍認(rèn)為是鞋底料。
熱塑性彈性體(TPE)
其優(yōu)點(diǎn)是具有橡膠的高彈性,又具有可注塑加工的特征;環(huán)保無毒安全,有優(yōu)良的著色性,觸感柔軟,耐候性,抗疲勞性和耐溫性,加工性能優(yōu)越,無須硫化,可以循環(huán)使用降低成本,既可以二次注塑成型,與PP、PE、PC、PS、ABS 等基體材料包覆粘合,也可以單獨(dú)成型。
SBS 和SIS的最大問題是耐熱性差,使用溫度不能太高。同時(shí),其強(qiáng)伸性、耐候性、耐油性、耐磨性等也都無法同橡膠相比。
美歐等國(guó)對(duì)它進(jìn)行了一系列性能改進(jìn),先后出現(xiàn)了SBS 和SIS 經(jīng)飽和加氫的SEBS 和SEPS。SEBS(以BR 加氫作軟鏈段)和SEPS(以IR 加氫作軟鏈段)可使抗沖強(qiáng)度大幅度提高,耐候性和耐熱老化性也好。
聚氨酯類熱塑性彈性體(TPU)
優(yōu)點(diǎn):TPU 具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、耐油性和耐屈撓性,特別是耐磨性最為突出;耐溫:-30-120℃。
缺點(diǎn):耐熱性、耐熱水性、耐壓縮性較差,外觀易變黃,易粘模具,加工工藝要求精準(zhǔn),加工成本高。
熱塑性彈性體動(dòng)態(tài)硫化橡膠(TPV)
以PP為硬鏈段、EPDM為軟鏈段進(jìn)行熔融共混時(shí),加入使其硫化的交聯(lián)劑,利用密煉機(jī)、螺桿機(jī)等機(jī)械高度剪切的力量,使完全硫化的EPDM交聯(lián)橡膠的粒子,以微米級(jí)尺寸(低于1 微米)充分分散在PP 基體之中。
TPV的特點(diǎn)
優(yōu)良的加工性能:可用注射、擠出等熱塑性塑料的加工方法加工,高效、簡(jiǎn)單易行,無需增添設(shè)備,流動(dòng)性高、收縮率小。
TPV 不需硫化的易加工共性能,使橡膠工業(yè)生產(chǎn)流程縮短了1/4,節(jié)約能耗25%~40%,提高效率10~20 倍。
比重輕(0.90—0.97),外觀質(zhì)量均勻,表面檔次高,手感好。
TPV 在-60℃~+135℃可正常使用;不承受負(fù)荷時(shí),耐高溫能達(dá)到+150℃。
軟硬度應(yīng)用范圍廣,25A—70D;
易染色的優(yōu)點(diǎn)大大提高了制品設(shè)計(jì)的自由度。
綠色環(huán)保,可回收使用,且反復(fù)使用六次性能無明顯下降
TPV 具有極優(yōu)的耐臭氧及耐侯性;
TPV 具有抗動(dòng)態(tài)疲勞性、極好的耐候性、良好的耐磨性;
良好的彈性和耐壓縮變形性,耐環(huán)境、耐老化性相當(dāng)于三元乙丙橡膠。
聚酯類熱塑性彈性體(TPEE)
熱塑性聚酯彈性體簡(jiǎn)稱TPEE,是一類含有PBT(聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)聚酯硬段(結(jié)晶相)和脂肪族聚酯或聚醚(非晶相)軟段的線型嵌段共聚物。TPEE屬于高性能工程級(jí)彈性體,具有機(jī)械強(qiáng)度高、彈性好、抗沖擊、耐蠕變、耐寒、耐彎曲疲勞性、耐油、耐化學(xué)藥品和溶劑侵蝕等優(yōu)點(diǎn),具有良好的加工性,并可填充、增強(qiáng)及合金化改性,在汽車零部件、液壓軟管、電纜電線、電子電器、工業(yè)制品、文體用品、生物材料等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
TPEE的物理化學(xué)性能
與聚氨酯彈性體(TPU)相比,TPEE壓縮模量與拉伸模量要高得多,用相同硬度的TPEE和TPU制作同一零件,前者可以承受更大的負(fù)載。在室溫以上,TPEE彎曲模量很高,適宜制作懸臂梁或扭矩型部件,特別適合制作高溫部件。TPEE低溫柔順性好,低溫缺口沖擊強(qiáng)度優(yōu)于其他TPE,耐磨耗性與TPU相當(dāng)。TPEE具有優(yōu)異的耐疲勞性能,與高彈性特點(diǎn)相結(jié)合,使該材料成為多次循環(huán)負(fù)載使用條件下的理想材料,適宜制作齒輪、膠輥、撓性聯(lián)軸節(jié)、皮帶等。
TPEE具有優(yōu)異的耐熱性能,硬度越高,耐熱性越好。TPEE的使用溫度非常高,能適應(yīng)汽車生產(chǎn)線上的烘漆溫度(150-160℃),并且它在高溫下機(jī)械性能損失小。在120℃以上使用,TPEE拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于TPU。此外,TPEE還具有出色的耐低溫性能。TPEE脆點(diǎn)低于-70℃,并且硬度越低,耐寒性越好,大部分TPEE可在-40℃下長(zhǎng)期使用。由于在高、低溫時(shí)表現(xiàn)出的均衡性能,TPEE的工作溫度范圍非常寬,可在-70-200℃使用。
TPEE具有極好的耐油性,在室溫下能耐大多數(shù)極性液體化學(xué)介質(zhì)(如酸、堿、胺及二醇類化合物),其耐化學(xué)品的能力隨其硬度的提高而提高。TPEE對(duì)大多數(shù)有機(jī)溶劑、燃料及氣體的抗溶脹性能和抗?jié)B透性能較好,對(duì)燃油滲透性僅為氯丁膠、氯磺化聚乙烯、丁腈膠等耐油橡膠的1/3-1/300。
結(jié)論
目前,熱塑性彈性體尚無統(tǒng)一的命名,習(xí)慣以英文字母縮寫語,為統(tǒng)一起見,都以TPE 或熱塑性彈性體稱之。
(1)TPE=TPR,是所有熱塑性彈性體和熱塑性橡膠的總稱,在中國(guó)代表苯乙烯類彈性體;
(2)美國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等地區(qū)的對(duì)苯乙烯類彈性體TPE(SBS、SEBS、SIS 基體)和動(dòng)態(tài)硫化橡膠TPV(EPDM+PP-X)不分類,統(tǒng)稱TPR。
(3)聚烯烴彈性體TPV/TPO 區(qū)別:a、共同點(diǎn):TPO、TPV 都是由EPDM(聚烯烴彈性體)+PP。b、不同點(diǎn):TPO-聚烯烴熱塑性彈性體;TPV-動(dòng)態(tài)硫化熱塑性彈性體橡膠; TPO 屬于簡(jiǎn)單物理共混物(部分硫化,交聯(lián)程度低),TPV 是完全硫化(動(dòng)態(tài)微米級(jí)別的鑲段式完全硫化,交聯(lián)程度非常高)。
(4)TPU:耐磨,拉伸大;彈性差,不耐酸堿、油。TPV:耐酸堿、油、耐氣候、耐高溫,抗紫外、彈性最好;拉伸差。TPE/TPR:各種性能都很平庸,單價(jià)價(jià)格最便宜。
*東莞市戈塑新材料有限公司