熱(rè)塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer)是一種具有橡膠的(de)特性(高(gāo)彈性、壓縮永久變形等),又具有塑料的(de)加工特征(工藝簡單)的(de)環保低碳性複合材料。
它具有諸多(duō)優點:環保無毒安全,硬度範圍廣,且有優良的(de)著(zhe)色性,觸感柔軟,耐候性,抗疲勞性和(hé)耐溫性,加工性能優越,無須硫化(huà),可(kě)以循環使用(yòng)降低成本,既可(kě)以二次注塑成型,與PP、PE、PC、PS、ABS等基體材料包覆粘合,也(yě)可(kě)以單獨成型。
因曆史和(hé)使用(yòng)習(xí)慣等問題,目前國内外熱(rè)塑性彈性體尚無統一命名,大(dà)部分(fēn)地區(qū)習(xí)慣以英文縮寫字母TPE統稱熱(rè)塑性彈性體。
世界上已工業化(huà)生産的(de)TPE(熱(rè)塑性彈性體)有:苯乙烯類(SBS、SIS、SEBS、SEPS)、烯烴類(TP0、TPV)、雙烯類(TPB、TPI)、氯乙烯類(TPVC、TCPE)、氨酯類(TPU)、酯類(TPEE)、酰胺類(TPAE)、有機氟類(TPF)、有機矽類和(hé)乙烯類等,幾乎涵蓋了(le)現在合成橡膠與合成樹脂的(de)所有領域。
2熱(rè)塑性彈性體的(de)分(fēn)類
2.1 TPV-熱(rè)塑性彈性體動态硫化(huà)橡膠(Thermoplastic Vulcanizate)
動态全硫化(huà):是指在熱(rè)塑性樹脂與橡膠熔融共混時(shí),橡膠相在交聯劑作用(yòng)下(xià)發生化(huà)學交聯,并借助強烈的(de)機械剪切作用(yòng),被剪切破碎成大(dà)量微米級交聯橡膠顆粒,分(fēn)散在熱(rè)塑性樹脂連續相中的(de)過程。
熱(rè)塑性動态硫化(huà)橡膠(TPV)的(de)性能特點包括以下(xià)幾個(gè)方面(該數據參考道恩北(běi)化(huà)TPV所提供的(de)11-64A“對(duì)應santoprene 101-64”質檢表):
2.2 TPO-聚烯烴熱(rè)塑性彈性體(ThermoplasticPolyolefin)
是以PP和(hé)EPDM的(de)簡單物(wù)理(lǐ)共混物(wù)(部分(fēn)硫化(huà)),簡稱TPO。
在日本,除了(le)TPU,其他(tā)熱(rè)塑性彈性體類材料習(xí)慣上統稱爲TPO,即日本人(rén)說的(de)TPO=TPE=TPV=TPR;但目前的(de)TPO基本上都改進爲高(gāo)度硫化(huà)橡膠(近似于TPV),但又添加部分(fēn)SEBS進行改性。
日本三菱化(huà)學在1984年又以SEBS、SEPS爲基料制成了(le)性能更好的(de)混合料,并将此飽和(hé)型TPS命名爲“Rubberron”上市。因此,SEBS 和(hé)SEPS不僅是通(tōng)用(yòng),與PP塑料熔融共混,形成IPN型TPS(所謂IPN,實際是兩種網絡互相貫穿在一起的(de)聚合物(wù),故又稱之爲互穿網絡化(huà)合物(wù);它們大(dà)多(duō)數屬于熱(rè)固性樹脂類,但也(yě)有不少像TPE的(de)以交叉連續相形态表現出來(lái)的(de)熱(rè)塑性彈性體)。
用(yòng)SBS 或SE8S 爲基材與其他(tā)工程塑料形成的(de)IPN—TPS,可(kě)以不用(yòng)預處理(lǐ)而直接塗裝;塗層不易刮傷,并且具有一定的(de)耐油性,彈性系數在低溫較寬的(de)溫度範圍内沒有什(shén)麽變化(huà),大(dà)大(dà)提高(gāo)了(le)工程塑料的(de)耐寒和(hé)耐熱(rè)性能。苯乙烯類化(huà)合物(wù)與橡膠接技共聚也(yě)能成爲具有熱(rè)塑性的(de)TPE,已開發的(de)有EPDM/苯乙烯、BR/苯乙烯、CI—IIR/苯乙烯、NR/苯乙烯等。
總結:
a、TPO和(hé)TPV都屬于聚烯烴類熱(rè)塑性彈性體,爲了(le)區(qū)别TPV論壇上習(xí)慣簡稱其爲聚烯烴類熱(rè)塑性彈性體(也(yě)可(kě)稱爲:熱(rè)塑性彈性體部分(fēn)硫化(huà)橡膠);
b、TPO(以TPO爲品牌名稱的(de)基本都是日本企業,如理(lǐ)研TPO)近似于國内的(de)TPV體系,産能相當緊張(日本汽車行業消耗)。
2.3 熱(rè)塑性彈性體TPE
國内一般叫“TPE”材料,基本上屬于苯乙烯類熱(rè)塑性彈性體。苯乙烯類TPE(國外稱TPS),爲丁二烯或異戊二烯與苯乙烯嵌段型的(de)共聚物(wù),性能接近SBR橡膠。
優點:
具有橡膠的(de)高(gāo)彈性,又具有可(kě)注塑加工的(de)特征;環保無毒安全,有優良的(de)著(zhe)色性,觸感柔軟,耐候性,抗疲勞性和(hé)耐溫性,加工性能優越,無須硫化(huà),可(kě)以循環使用(yòng)降低成本,既可(kě)以二次注塑成型,與PP、PE、PC、PS、ABS等基體材料包覆粘合,也(yě)可(kě)以單獨成型。
缺點:
SBS和(hé)SIS的(de)最大(dà)問題是耐熱(rè)性差,使用(yòng)溫度一般不能超過80℃。同時(shí),其強伸性、耐候性、耐油性、耐磨性等也(yě)都無法同橡膠相比。
近年來(lái)美(měi)歐等國對(duì)它進行了(le)一系列性能改進,先後出現了(le)SBS和(hé)SIS 經飽和(hé)加氫的(de)SEBS 和(hé)SEPS。SEBS(以BR加氫作軟鏈段)和(hé)SEPS(以IR加氫作軟鏈段)可(kě)使抗沖強度大(dà)幅度提高(gāo),耐天侯性和(hé)耐熱(rè)老化(huà)性也(yě)好。
苯乙烯類熱(rè)塑性彈性體種類與組成
改性TPE(SEBS/ SEPS)的(de)特點:
改性後的(de)TPE耐溫可(kě)以到110℃,Vo阻燃、無鹵阻燃系列的(de)SEBS/ SEPS改性TPE因其拉伸效好、表面光(guāng)滑,目前在蘋果耳機線等應用(yòng)上較爲常見,主要生産廠家來(lái)自台灣地區(qū),但價格昂貴。
2.4 苯乙烯類彈性體TPR
熱(rè)塑性橡膠(英文爲Thermoplastic Rubber-TPR);TPR最初是由美(měi)國人(rén)提出,當時(shí)熱(rè)塑性彈性體尚無統一的(de)命名,習(xí)慣以英文字母縮寫語TPR表示熱(rè)塑性橡膠,TPE表示熱(rè)塑性彈性體(兩者在有關資料著作中均有使用(yòng));并應用(yòng)在PP和(hé)EPDM的(de)簡單共混物(wù)上的(de),後來(lái)AES公司的(de)PP/EPDM型TPV(初期叫TPR後來(lái)改稱TPV)也(yě)沿用(yòng)了(le)這(zhè)一名稱,再後來(lái)這(zhè)一名稱可(kě)能是台灣人(rén)叫開了(le),并在大(dà)陸流行。
不管國外怎麽稱呼,目前中國國内TPR與苯乙烯類TPE屬于同一個(gè)概念,表示熱(rè)塑性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(wù),習(xí)慣稱爲熱(rè)塑性丁苯橡膠,即在國内TPE=苯乙烯類TPE。
但是,因爲曆史和(hé)翻譯問題,TPV(熱(rè)塑性動态硫化(huà)橡膠)的(de)中文簡稱爲熱(rè)塑性橡膠(英文ThermoplasticRubber),即TPR。這(zhè)也(yě)就是我們不和(hé)客戶說我們的(de)材料PP/EPDM型TPV叫TPR,因爲這(zhè)樣一說有的(de)客戶以爲是苯乙烯類彈性體,那如果是SBS基料的(de),價格比TPV低地多(duō)了(le)。
2.5 聚氨酯類熱(rè)塑性彈性體(簡稱TPU)
聚氨酯類TPE系由與異氰酸酯反應的(de)氨酯硬鏈段與聚酯或聚醚軟鏈段相互嵌段結合的(de)熱(rè)塑性聚氨酯橡膠,簡稱TPU。
優點:TPU具有優異的(de)機械強度、耐磨性、耐油性和(hé)耐屈撓性,特别是耐磨性最爲突出;耐溫:-30-120℃。
缺點:耐熱(rè)性、耐熱(rè)水(shuǐ)性、耐壓縮性較差,外觀易變黃(huáng),易粘模具,加工工藝要求精準,加工成本高(gāo)。
3結 論
目前,熱(rè)塑性彈性體尚無統一的(de)命名,習(xí)慣以英文字母縮寫語,爲統一起見,都以TPE或熱(rè)塑性彈性體稱之。
(1)TPE=TPR,是所有熱(rè)塑性彈性體和(hé)熱(rè)塑性橡膠的(de)總稱,在中國代表苯乙烯類彈性體。
(2)美(měi)國、中國台灣等地區(qū)的(de)對(duì)苯乙烯類彈性體TPE(SBS、SEBS、SIS基體)和(hé)動态硫化(huà)橡膠TPV(EPDM+PP-X)不分(fēn)類,統稱TPR。
(3)EPDM+PP的(de)彈性體屬于聚烯烴彈性體,即TPV和(hé)TPO是同樣的(de)概念。
(4)聚烯烴彈性體TPV/TPO區(qū)别:
a.共同點:TPO、TPV都是由EPDM(聚烯烴彈性體)+PP。
b.不同點:TPO-聚烯烴熱(rè)塑性彈性體;TPV-動态硫化(huà)熱(rè)塑性彈性體橡膠; TPO屬于簡單物(wù)理(lǐ)共混物(wù)(部分(fēn)硫化(huà),交聯程度低),TPV是完全硫化(huà)(動态微米級别的(de)鑲段式完全硫化(huà),交聯程度非常高(gāo))。
(5)TPU:耐磨,拉伸大(dà);彈性差,不耐酸堿、油。
TPV:耐酸堿、油、耐氣候、耐高(gāo)溫,抗紫外、彈性最好;拉伸差。
TPE/TPR:各種性能都很平庸,單價價格最便宜。
熱(rè)塑性彈性體性能比較
以上所有定量物(wù)性指标均僅供參考。