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ermoPlastiermoPlasticeTPE(熱可塑性彈性體)概一、 熱塑性彈性體(TPE)的定義熱塑性彈性TPE是彈性體,具有加橡膠的性質(zhì),但卻需要加。此外TPE并具有許多介于橡膠與塑料中間的特征。二、橡膠與塑料的基本性質(zhì)tTPE為同時(shí)具有橡膠(或彈性體)與塑料之性質(zhì)的材,故以下先對(duì)橡膠、塑料的基本性質(zhì)做一簡(jiǎn)介。應(yīng)

變圖1-1各種物體的應(yīng)一應(yīng)變特性l 包括橡膠(或彈性體)及塑料的高分子材,其代表性的物性質(zhì)可由應(yīng)一應(yīng)變的特性看出。圖1-1為各種高分子材的試片,在被伸時(shí)表現(xiàn)的應(yīng)一應(yīng)變s為。圖中箭頭則表示試片受到伸及放松時(shí),應(yīng)一應(yīng)變的變化。t鋼鐵是伸長(zhǎng)(應(yīng)變)很小的材,其應(yīng)一應(yīng)變性質(zhì)如1所示,是可恢原的完全彈性體而粘土則是完全的塑性體如2所示,為完全無(wú)法回。至于高分子物質(zhì)則兼具彈性體與塑性體的性質(zhì),為粘彈性體3的為,但橡膠(或彈性體)較塑料接近于完全彈性體。由于多塑料為粘彈性體要具體描述熱塑性彈性體與一般塑料的區(qū)別并容,較大的差為熱塑性彈性體在常溫下具有高伸長(zhǎng)、高回彈、低壓縮永久變形、及低脆化溫等特性。另一最大區(qū)別是分子結(jié)構(gòu)的差,由于TPE具有加橡膠的性質(zhì)表示TPE必定由橡膠成分(即軟質(zhì)段,softsegment)與塑料成分(即硬質(zhì)段,hardsegment)所構(gòu)成,軟質(zhì)段具有單,性而硬質(zhì)段則在常溫時(shí)發(fā)揮架橋點(diǎn)一般的作用可防止塑性變形但當(dāng)溫上升時(shí)硬質(zhì)段的塑料成分會(huì)熔融,失去作為架橋點(diǎn)的作用而成為可塑性變形,如同塑料般加工時(shí)成型。三、TPE材的種:TPE的種很多。如上所述TPE含有硬質(zhì)段及軟質(zhì)段分的方法通常是以影響最大的主鏈分子構(gòu)造的差分幾大,再以軟質(zhì)段、硬質(zhì)段之分子固定方式另一方面,形成硬質(zhì)段的分子可使用以下塑料:聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、「之規(guī)聚合1,2聚丁二烯、反式1,4聚戊二系、聚氨酯、聚酯、聚酰胺等。依TPE主鏈上分子構(gòu)造的差,可大分為如圖1-2。同細(xì)分??尚纬绍涃|(zhì)圖1-2.尸圖1-2.SISTPS(苯乙烯系)<SEBS(苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物,SBC) SEPS"其它:TPO(單純混摻型)聚烯系-TPV(動(dòng)態(tài)加型)TPE RRB(間規(guī)聚合1.2BR)聚二烯系 《TPI(反式聚戊二烯)、TPNR(PP/天然橡膠)氯系 TPVC(硬質(zhì):PVC,軟質(zhì):PVC或NBR)'TPU系(熱塑性聚氨酯),TPEE系(聚醚酯彈性體)工程塑系一^TPA系(聚酰胺系)‘、氟素系TPE的另一種分法,為依巨觀構(gòu)造的差,分為純TPE及混摻TPE純TPE是指一個(gè)分子鏈中既有軟質(zhì)段與硬質(zhì)段的共價(jià)結(jié)合在經(jīng)聚合或縮聚合而成之高分子聚合物;混摻型TPE則是將作為軟質(zhì)段的橡膠成分,與為硬質(zhì)段的塑料成分,二者混摻制成,以苯乙烯系及氯系TPE為主,用途逐漸擴(kuò)大。四、TPE的性能比較表1為主要TPE之各種性能比較。茲再將工業(yè)上常用之TPE主要特性作一概括性明:1?TPUTP主U要(由熱(塑1性?xún)?yōu)一性能抗強(qiáng)聚酯系〉聚醚系撕強(qiáng)耐磨耗性耐藥品性耐菌性密低溫特性反發(fā)揮性耐水性聚酯系〉聚醚系聚酯系〉聚醚系聚酯系〉聚醚系聚酯系〉聚醚系A(chǔ)DP<PCL<PTMGPTMG>PCL>ADPPTMG>PCL>ADPPC>PTMG>PCL>ADP耐熱化性PC>PCL>ADP>PTMG耐油性ADP>PCL>PTMGPU的硬質(zhì)段所用的二氰酸酯亦有許多種,但適于TPU的硬質(zhì)段則很少。最重要的二氰酸酯則為MDI與TDLTPU在性能及加工工藝上有以下主要特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):耐磨耗性為各TPE中最大的具高強(qiáng)、高韌性、高透明的特性抗疲性、耐寒性、耐油性佳環(huán)保無(wú)毒可回收,可用于醫(yī)器材缺點(diǎn):耐熱性一般耐候(紫外線(xiàn))性足(可添加紫外線(xiàn)安定補(bǔ)強(qiáng))成品殘應(yīng)大、粘模TPO的硬質(zhì)段為PP或PE等聚烯,軟質(zhì)為EPDM(三元乙丙膠)等橡膠,將者好的混摻即得TPO由于TPO與軟質(zhì)或硬質(zhì)聚烯的差又是并明顯故難以下正確定義。但通常以橡膠成分209以上,且彎曲彈性690MPa以下之聚烯材,可稱(chēng)為T(mén)POTPO一般專(zhuān)指單純將聚烯與橡膠進(jìn)物性混摻,使橡膠以微細(xì)子形態(tài)分散于聚烯聚基材中而成此時(shí)所用之橡膠子可以是未加或已部分加的。是使用已部分烯加的橡膠,TPO的性質(zhì)會(huì)較好,但加程太高,則在聚烯中的分散變,系使TPO性質(zhì)低,故橡膠的加程要謹(jǐn)慎控制。于混摻過(guò)程,同時(shí)使橡膠起彈加:另一TPO則于聚合反應(yīng)器中將硬質(zhì)段部分與軟質(zhì)段部分直接以共價(jià)反聚合而得,此TPO以metallocene(茂屬)觸媒聚合而成,另稱(chēng)為應(yīng)M-POE因需混摻的成本且控制聚合及接枝,因此在性能及價(jià)格上應(yīng)蕨傳統(tǒng)TPO具競(jìng)爭(zhēng)。制TPO在性能及加工工藝上有以下主要特點(diǎn):噬點(diǎn):之 比重最小、價(jià)格低耐寒/熱型、耐酸/堿性佳(僅次于TPEE)T 耐候性、耐臭氧性、電氣絕緣性佳P 加工性佳、成型大型制品O'缺點(diǎn):受非極性溶劑,如汽油、芳香族溶劑侵蝕抗強(qiáng)低(可以填補(bǔ)強(qiáng))壓縮永久變形大耐磨性及伸回彈性差3.TPV(動(dòng)態(tài)加聚烯彈性體)TPV是用萬(wàn)馬機(jī)或塑機(jī)等混合設(shè)備進(jìn)混合時(shí),同時(shí)使橡膠加而制成的TPO軟質(zhì)段的加橡膠子可微細(xì)的分散于硬質(zhì)段的聚烯基材中TPV可依硬質(zhì)段與軟質(zhì)段之種與組合之同,而有許多種規(guī)格,但最具代表性的則是PP-EPDM系接著續(xù)有PP-NBRPP-ACMPP-NRPP-IIRPE-EPDMPE-NRPA-NBRPA-ACMPVC-NBR等系TPYPP-EPD"所用加劑為酚樹(shù)脂系,促進(jìn)劑為二氯化錫,也就是樹(shù)脂架橋。直TPV在性能及加工工藝上有以下主要特點(diǎn):徑優(yōu)點(diǎn):為 壓縮永久變形為T(mén)PE中最低機(jī)械性質(zhì)較TPO佳,且硬較TPO低〃 耐油性、耐候性及耐熱性佳m .一一. ...一.一一..環(huán)保、無(wú)毒、可回收、可用于醫(yī)器材群點(diǎn):由耐磨性較橡膠、TPU差架玨價(jià)格遠(yuǎn)較TPO高橋加工性一般,表面有時(shí)有痕E無(wú)透明性P4D丁烯/乙烯丁烯/丙烯之嵌段共聚物及以此為基材與聚烯烴可塑(油)共混制成之共混物。聚苯乙烯系共聚物中,分子的硬質(zhì)段為PS,軟質(zhì)段TPS(苯乙烯—乙烯丁烯一苯乙烯嵌段共聚物與SEPS(苯TPS為世界上需求最大之TPE目前已超過(guò)60萬(wàn)噸主要因其應(yīng)——應(yīng)變性質(zhì)與加橡膠非常接近,且加工性?xún)?yōu),價(jià)格低,逐漸取代PVC及傳統(tǒng)橡膠在鞋材及其它域的應(yīng)用。-TPS的應(yīng)用依其結(jié)構(gòu)及物性能而有區(qū)別,一般苯乙烯含乙為:烯15-40%性質(zhì)會(huì)依苯乙烯含,橡膠微相構(gòu)造及組成、分子、分子分布及是否接官能基等因素之同,而有很大的變化。SBS及SIS因分子中具有如結(jié)合,受氧、臭氧、紫外線(xiàn)之影響,SEBS及SEPS則無(wú)此顧慮,因此以SEBS/SEPS為基材之共混物在工程材上有許多應(yīng)用惟其耐油性佳—什TPS在性能及加工工藝上有以下主要特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):乙制成品的物性范圍廣,加工烯較其它TPE柔軟 伸,接近橡膠及硅膠觸感,硬為T(mén)PE中最低嵌二伸長(zhǎng)最高、回彈性最好段計(jì) 可充當(dāng)許多工程塑的兼容劑及改性劑共環(huán)保、可回收、無(wú)毒、低價(jià)格SBS系)O缺點(diǎn):SBS系、耐熱、耐候性能差成品耐污性、耐磨性、耐油性皆差伸強(qiáng)較PVC差、無(wú)法以高頻波接著低硬成品有時(shí)出油。SEBS/SEPS系成品, 印刷接著5.TPEE(聚醚酯彈性體)TPEE分子中的硬質(zhì)段為聚酯,軟質(zhì)段為T(mén)g值低的聚醚或聚酯,為多嵌段共聚物。TPEE依分子構(gòu)造之同可分為:1)聚酯、聚醚型:硬質(zhì)段是芳香系結(jié)晶性聚酯,軟質(zhì)段則是聚醚2)聚酯、聚酯型:硬質(zhì)段是芳香系結(jié)晶性聚酯軟質(zhì)段則是脂肪族聚酯3)液晶型TPEE硬質(zhì)段是剛直的液晶分子,軟質(zhì)段為脂肪族聚酯。以上三種TPEE中,最常用且需求最多的是聚酯、聚醚型TPEE硬質(zhì)段以PBT為代表由丁二醇與酉夫酸二甲酯組成構(gòu)成軟質(zhì)段聚醚則以PTMG為代表。因PBT具耐熱型,結(jié)晶速大,而PTMG則具低玻璃移點(diǎn)Tg故此種TPEE的成型性?xún)?yōu),并有平衡的物性及高耐熱性。作為熱可塑彈性體,TPEE能發(fā)揮其機(jī)能的范圍為高硬范圍。在低硬范圍TPEE在性能及加工工藝上有以下主要特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):因 耐熱性最高、耐荷重大、回彈性高鏈反復(fù)疲特性?xún)?yōu)且性質(zhì)強(qiáng)韌長(zhǎng) 低溫?fù)锨暂^TPU佳耐油/耐藥品/耐化學(xué)溶劑性佳缺點(diǎn):小 獲得低硬制造(加工條件較窄,須較精密加工機(jī)器3價(jià)格昂貴6.TPA(聚酰胺系彈性體),硬質(zhì)段會(huì)溶解在軟質(zhì)段中而存在中間層,因此微相分 完全,也就無(wú)法具完全的彈是以聚酰腰為硬T段胤之值低的聚醚或聚酯為軟質(zhì)段所構(gòu)成的多嵌段共聚物。聚酰胺的成分可為尼6

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