热塑性弹性体
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热塑性弹性体(TPE)
热塑性弹性体为在高于使用温度时产生流动转变的弹性体。
弹性体为多相材料,主链上嵌有硬段和软段,或在软的基链上接枝硬段,软段构成
可运动区域,这对于橡胶的弹性是很必要的,材料的交联区域通过加热方法可容
易地分开,这就限制了在高温条件下橡胶弹性特性的应用,TPE材料的热可递交
联使其可采用类似热塑性材料的加工工艺。
热塑性弹性体的的优点
(1)可用一般的热塑性塑料成型机加工,例如注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压缩成型、递模成型等;
(2)能用橡胶注塑成型机硫化,时间可由原来的20min 左右,缩短到1min 以内;
(3)可用压出机成型硫化,压出速度快、硫化时间短;
(4)生产过程中产生的废料(逸出毛边、挤出废胶)和最终出现的废品,可以直接返回再利用;
(5)用过的TPE 旧品可以简单再生之后再次利用,减少环境污染,扩大资源再生来源;
(6)不需硫化,节省能源,以高压软管生产能耗为例:橡胶为188MJ/kg,TPE 为144MJ/kg,可节能25%以上;
(7)自补强性大,配方大大简化,从而使配合剂对聚合物的影响制约大为减小,质量性能更易掌握;。
TPE(热可塑性弹性体) 概論一、 热塑性弹性体(TPE )的定义热塑性弹性体(thermoplastic elastomer ,简记:TPE )是指在常温下具 有加硫橡胶的性质(即弹性体的性质),在高温下又可以塑化变形之高分子 材料。
它可以用塑料的加工机器如注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压延成 型、T-Die 流延成型等较传统硫化橡胶更为快速的加工方式制造成品,且有 质轻(密度低)、环保(可回收、燃烧无毒)、使用寿命长(可较传统橡胶达5~10 倍以上)、加工变化度大、制品总成本低等优点。
在各行业中,逐渐被 广泛使用。
TPE 有时候也被称作热塑性橡胶(Thermoplastic Rubber ,TPR ), 但由其定义而言,应称为 TPE 较适当。
TPE 是弹性体,具有加硫橡胶的性质,但却不需要加硫。
此外 TPE 并 具有许多介于橡胶与塑料中间的特征。
二、 橡胶与塑料的基本性质TPE 为同时具有橡胶(或弹性体)与塑料之性质的材料,故以下先对橡 胶、塑料的基本性质做一简介。
应力应变图 1-1 各种物体的应力—应变特性包括橡胶(或弹性体)及塑料的高分子材料,其代表性的物理性质,可由应力—应变的特性看出。
图1-1 为各种高分子材料的试片,在被拉伸时表现的应力—应变行为。
图中箭头则表示试片受到拉伸及放松时,应力—应变的变化。
钢铁是伸长率(应变)很小的材料,其应力—应变性质如1所示,是可恢復原狀的完全弹性体。
而粘土则是完全的塑性体,如2所示,为完全无法回復。
至于高分子物质则兼具弹性体与塑性体的性质,为粘弹性体3的行为,但橡胶(或,要具体描述热塑性弹性体与一般塑料的区别并不容率、高回弹率、低压缩永久另一最大区别是分子结构的差異,由于TPE具必定由橡胶成分(即软质段,soft segment)与塑料成)所构成,软质段具有弹性,而硬质段则在常温时发。
但当温度上升时,硬质段的塑料成分会熔而成为可塑性变形,如同塑料般加工时成型。
一、热塑性弹性体(Thermoplastic elastomer)热塑性弹性体也称热塑性橡胶(Thermop1astic,rubber),是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性,在常温显示橡胶高弹性,高温下又能塑化成型的高分子材料。
也是继天然橡胶、合成橡胶之后的所谓第三代橡胶,简称TPE或TPR。
热塑性弹性体聚合物链的结构特点是由化学组成不同的树脂段(硬段)和橡胶段(软段)构成。
硬段的链段间作用力足以形成物理“交联”,软段则是具有较大自由旋转能力的高弹性链段;而软硬段又以适当的次序排列并以适当的方式联接起来。
硬段的这种物理交联是可逆的,即在高温下失去约束大分子组成的能力,呈现塑性。
降至常温时,这些“交联”又恢复,而起类似硫化橡胶交联点的作用。
正是由于这种聚合物链结构特点和交联状态的可逆性,因而热塑性弹性体一方面在常温下显示硫化胶的弹性、强度和形变特性等物理机械性能,可替代一般硫化胶制造某些橡胶制品;另一方面,在高温下硬段会软化或熔化,在加压下呈现塑性流动,显现热塑性塑料的加工特性。
热塑性弹性体在加工应用上有以下特点:※可用标准的热塑性塑料加工设备和工艺进行加工成型,如挤出、注射、吹塑等。
※不需硫化,可制备生产橡胶制品,减少硫化工序,节约投资,能耗低,工艺简单、加工周期缩短,生产效率提高,加工费用低。
※边角废料可回收使用,节省资源,也对环境保护有利。
※由于在高温下易软化,所制产品的使用温度有一定限制。
热塑性弹性体最大的成功是它有一些明显的优点,能部分取代热固性橡胶。
这些优点如下:①加工较简单;②少或不需配料;③较短的加工时间;④较低的能量消耗;⑤废料边角料可再利用;⑥部件尺寸和整个质量的更严密控制;⑦更适于高速自动加工;⑧适于热顾性橡胶不可行的加工(比如吹塑)⑨热塑性弹性体的更低的密度,而使单位重量能得到更多的部件。
但热塑性弹性体也有某些缺点和不足:◇加工前干燥;◇要求成批生产;◇在给定温度下热塑性弹性体熔融,高于该温度时就不能使用,即使是短时间也不行。
热塑性弹性体(Thermoplastic elastomer,TPE)热塑性弹性体(Thermoplastic elastomer,TPE)是物理性能介于橡胶和塑料之间的一类高分子材料,它既具有橡胶的弹性,又具有塑料的易加工性。
这些特性早在1926年Waldo Semon研究PVC时就发现了。
随着共混技术以及嵌段、接枝等共聚技术的进展,世界各地的研究者和公司又相继开发成功了多类具有这种特性的高分子材料,如热塑性聚氨酯(TPU)、苯乙烯类TPE(SBC)、热塑性动态硫化胶(TPV)、聚酯型TPE(TPEE)、聚酰胺型TPE(TPAE)、离聚体型TPE等等。
各类TPE几乎都有一个共同的特点,那就是在分子的凝聚态结构中都存在微观相分离和热可逆的约束形式。
分离的两相称作弹性相和硬相,弹性相提供类似橡胶的弹性和柔软性,而硬相既提供刚性和强度,又提供热可逆的约束形式,这些约束形式在非动态硫化胶类TPE中还起到物理交联点的作用,使弹性相象硫化橡胶一样具有优良的弹性和强度。
至今人们在进行TPE的分子设计时所依赖的热可逆约束形式主要有三种,包括结晶相、冻结相和离子簇。
氢键也是热可逆的约束形式,但一般仅在上述三种形式中起辅助作用。
从各种商品化TPE的对比情况看来,它们在结构、特性与合成方法上都有许多差异(见表1-1)。
其中TPU、TPV、TPEE、TPAE相对于SBC、TPO、CPE来讲,综合性能更优异,可以认为是TPE中档次较高的品种。
TPE的应用领域涉及汽车、电子、电气、建筑、工程及日常生活用品等多方面,其使用的最终形态包括各种护套、管材、电线电缆、垫片、零配件、鞋件、密封条、输送带、涂料、油漆、粘合剂、热熔胶、纤维等。
可以说,TPE工业发展到现在,已经具有相当成熟的水平,其商业地位也日显重要了。
热塑性弹性体热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer-TPE)亦称热塑性橡胶(Thermoplastic Rubber-TPR 或Thermoplastic Vulcanizate-TPV)是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性的材料。
热塑性弹性体材料TPE/TPV/TPO(EPDM+PP)一、热塑性弹性体TPV/TPE特点:1、加工工艺简单:可以挤出加工(单螺杆挤出,软硬共挤,三复合共挤等)、可以注塑、吹塑,无须硫化;2、比重轻:0.95g/cm3;3、表面爽滑,细腻,富有弹性,且可做亚光雾面、半亚光雾面、亮光等不同效果;4、具有优异的耐候性能(紫外光、臭氧),且具有优异的耐挠曲性能;5、硬度范围宽广:挤出(50A-95A),注塑(30A-95A);6、具有良好的耐候性能:-60℃~135℃;7、优异的着色性:仅需少量色母(以PP或PE基材),可做不同颜色制品;8、产品可回收利用,大大降低生产成本;9、可以与PC、ABS、PP、PE、PA等材料粘结;10、无毒环保符合ROHS要求,是替代PVC和硫化橡胶的最佳选择。
二、热塑性弹性体TPV与硫化橡胶简易对比:1、TPVTPE比重小(百可韧热塑性橡胶的密度为0.95g/ cm3),着色性能好,能制成彩色的制品,加工工艺简单,投入设备小,可100%回收利用,且无需硫化,无毒环保不加填料, EPDM含量50%以上,耐候性能优异。
2、硫化橡胶硫化橡胶比重大(一般为1.2-1.5g/cm3),着色性能差,不能制成彩色制品,加工工艺复杂,加工成本高,投入大,工艺不稳定,废品率高,废品不可回收利用,必须硫化,含有毒物质,填料比较多,EPDM含量10%-30%所以百可韧热塑性橡胶TPE较改性PVC和硫化EPDM的性价比更优,极大地提高了产品质量和产品使用寿命,三、热塑性弹性体TPV应用挤出、压出级热塑性弹性体TPE/TPV/TPO(EPDM+PP)应用:门窗胶条、密封条、挤出条、压出条、山都平胶条、胶条、装饰条、防撞胶条、幕墙胶条、桥梁伸缩缝、家具封边条、电柜密封条、船艇密封条、异型软硬共挤密封条、玻璃密封条、防尘密封条、无骨雨刷护套胶条、汽车密封条、玻璃导槽、内外水切条、前后挡风饰条、保险杆饰条、泥槽等挤出制品;注塑出级热塑性弹性体TPE/TPV/TPO(EPDM+PP)应用:球阀密封圈(止泻环),无骨雨刷护套、高尔夫球杆握把、脚踏车手把、吸尘器及其他家电的密封垫、汽车脚垫、脚轮、汽车各式堵头、线卡扣、接头、安全气囊盖、电气脚垫、高速公路隔离带、汽车行李箱密封件、汽车引擎盖密封圈、汽车座位调节钮、汽车手刹握把、缓冲垫、开关按钮、工具手柄;吹塑级热塑性弹性体TPE/TPV/TPO(EPDM+PP)应用:汽车进气管、洗衣机弯管、汽车防尘罩、汽车球笼护套、减震护套、汽车防尘罩通风管、汽车齿轮护套、转向轴护套、吸尘器软管、空滤进气管、进气支管等;耐高电压级热塑性弹性体TPE/TPV/TPO(EPDM+PP)应用:电力电缆、矿用电缆、轻型/中型/重型橡套电缆、电焊机电缆、架空线、计算机线缆、仪器仪表线缆、潜水泵线缆、汽车点火线、家用电器线缆、低烟无卤阻燃线缆的绝缘或护套、特种电线电缆等绝缘护套,以及耐低温性能要求较高的电线电缆等;低烟无卤环保热塑性弹性体TPE/TPV/TPO(EPDM+PP) 应用:USB线、耳机线、手机充电线、USB延长线、光纤护套、鼠标线、音视频线、端子线、电子连接线、电源连接线、电脑周边线材、插头线以及无卤环保插头等DC插头及线材,广泛应用在索爱(Sony Ericsson)、诺基亚(nokia)、三星(samsung)、LG等电子制品行业。
热塑性弹性体的“弹”和“塑”热塑性弹性体,简称TPE,是一种具有弹性和可塑性的材料。
它可以像热塑性塑料一样在一定温度下流动成型,也可以像弹性体一样具有回弹性和柔韧性。
本文将详细介绍TPE的“弹”和“塑”。
“弹”TPE的弹性是其最显著的特点之一。
它的回弹性能比热塑性塑料强,但比传统的弹性体弱。
TPE的弹性可以通过调整其配方来控制,例如增加硬度、增加交联度等方式。
此外,TPE也可以通过合理设计形状和结构来实现弹性。
“塑”TPE的可塑性是其与传统弹性体最大的区别。
传统弹性体的形状基本上是由其化学结构决定的,而TPE可以被加工成任何形状,例如薄膜、片材、管、半固态等等。
与传统的热塑性塑料不同,TPE的加工温度比较低,通常在130-180℃之间。
此外,TPE还可以与其他材料如塑料、金属等复合使用,其可塑性也可以通过调整其硬度、交联度等方式来控制。
TPE的应用TPE具有广泛的应用领域,例如汽车、医疗、玩具和包装等。
其中,汽车行业是TPE应用最广泛的领域之一。
TPE可以用于汽车密封件、装饰件、地毯等。
TPE在医疗器械制造中也有着广泛的应用。
它可以用于制造医疗胶带、注射器、手套等。
此外,TPE对婴儿玩具的适用性也很好,它可以制造柔软和柔韧的玩具,符合婴儿的安全要求。
最后,TPE还可以用于包装行业中,例如制作啤酒瓶盖、封口算等。
结论总的来说,TPE是一种具有独特性质的材料,具有弹性和可塑性的特点。
它可以针对不同的应用需求进行调整,广泛应用于汽车、医疗、玩具和包装等领域中。
未来TPE的应用前景是广阔的,随着科学技术的不断发展,它将会得到更加深入的研究,以更好地满足我们的需求。
热塑性弹性(TPE)材料常见的四大类热塑性弹性体即TPE,是一种兼具橡胶和塑料性能的材料,在常温下显示橡胶弹性,在高温下能够塑化成型的高分子材料。
热塑性弹性体高分子链的大体结构特点是它同时串联或接枝某些化学组成不同的塑料段(硬段)和橡胶段(软段)。
硬段间的作使劲足以凝集成微区(如玻璃化微区或结晶微区),形成份子间的物理“交联”。
软段那么是自有旋转能力较大的高端性链段。
热塑性弹性体是弹性体重要组成,常见的热塑性弹性体有以下几类:苯乙烯类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体。
一、乙烯类热塑性弹性体苯乙烯类嵌段共聚物型热塑性弹性体是最先研究的热塑性弹性体,是目前世界上产量最大、进展最快的一种热塑性弹性体。
要紧包括SBS、氢化SBS(SEBS)、SIS 和氢化SIS 等。
苯乙烯类热塑性弹性体室温下的性能与硫化橡胶相似,弹性模量异样高,而且不随相对分子质量转变。
其凭借强度高、柔软、具有橡胶弹性、永久变形小的特点,在制鞋业、塑料改性、沥青改性、防水涂料、液封材料、电线、电缆、汽车部件、医疗器械部件、家用电器、办公自动化和胶粘剂等方面具有普遍的应用。
二、聚氨酯类热塑性弹性体聚氨酯类热塑性弹性体(TPU)一样是由平均相对分子质量为600~4000 的长链多元醇(聚醚或聚酯)和相对分子质量为61~400 的扩链剂及多异氰酸酯加成聚合的线性高分子材料。
TPU 大分子主链中长链多元醇(聚醚或聚酯)组成软段,要紧操纵其低温性能、耐溶剂性和耐候性,而扩链剂及多异氰酸酯组成硬段。
由于硬、软段的配比能够在专门大范围内调整,因此所取得的热塑性聚氨酯既能够是柔软的弹性体,又能够是脆性的高模量塑料,也可制成薄膜、纤维,是TPE 中唯一能够做到的品种。
TPU 具有极好的耐磨性、耐油性和耐寒性,对氧、臭氧和辐射等都有足够的抗击能力,同时作为弹性体具有很高的拉伸强度和断裂伸长率,还兼具紧缩永久变形小、承载能力大等优良性能。
热塑性弹性体热塑性弹性体(Thermoplastic elastomers)TPE/TPR,又称人造橡胶或合成橡胶。
常温下具有橡胶的弹性,高温下具有可塑化成型的一类弹性体。
热塑性弹性体(TPE)通常是弹性模数较低的弹性材料,在室温条件下可被反复拉伸至原来长度的两倍以上,并具有在应力消除后几乎完全恢复至其原来长度的能力。
具有这种特性的早期材料是热固性橡胶,但许多可注射模塑的热塑性弹性体(TPE)系列正在取代传统的橡胶。
除了以它们的基本形式使用之外,TPE还广泛地用于刚性热塑性塑料的改性,通常是用于改进抗冲击强度。
对于板材和一般模塑级复合材料来说,这是相当普遍的。
世界上已工业化生产的TPE有:苯乙烯类(SBS、SIS、SEBS、SEPS)、烯烃类(TP0、TPV)、双烯类(TPB、TPI)、氯乙烯类(TPVC、TCPE)、氨酯类(TPU)、酯类(TPEE)、酰胺类(TPAE)、有机氟类(TPF)、有机硅类和乙烯类等,传统的TPE系列苯乙烯类树脂(S-TPE) 共聚多酯(COPE) 聚氨酯(TPU) 聚酰胺(PEBA) 聚烯烃掺混物(TPO) 聚烯烃合金(TPV)TPE的新品种反应成型的TPO (R-TPO) 聚烯烃塑性体(POP) 聚烯烃弹性体(POE) 这些新的聚烯烃塑性体(POP)和弹性体(POE),本质上是分子量非常低的线性低密度聚乙烯(VLMW-LLDPE)。
作为聚合催化剂技术进步的产物,这些材料原先开发的目的是改进软包装薄膜的特性。
近来,这些挠性较好的聚乙烯作为低成本的橡胶取代物,被用于某些对模塑制品的要求不怎么苛刻的用途。
这主要包括那些不会接触极端的温度、压力、负载或应力环境的产品。
在模塑制品方面,这些新材料被用于那些多多少少希望有一点挠性或触觉感的场合。
注意,它们并非是真正的弹性体。
主要热塑性弹性体发展现状1.苯乙烯类TPE,又称TPS,为丁二烯或异戊二烯与苯乙烯嵌段型的共聚物,其性能最接近SBR橡胶。
第一章热塑性弹性体(TPE):一种在常温下表现橡胶的性能,在高温下表现为塑料能塑化的多功能材料。
1结构特点:有硬段和软段,硬段是塑料部分;软段是橡胶部分。
热塑性弹性特主要是嵌段共聚物或接枝共聚物。
A-B:表示两嵌段共聚物。
A-B-C:三嵌段共聚物。
A-B-A:三嵌段共聚物,A在两端,B在中间。
(A-B)n:交替嵌段共聚物。
如:聚苯乙烯丁二烯苯乙烯三嵌段共聚物 S-B-S热塑性弹性体按交联方式可分为物理交联与化学交联。
按特定分可分为嵌段共聚物和接枝共聚物。
2在加工应用上的特点:可用标准热塑性塑料的加工设备和工艺流程进行加工成型;不需要硫化,工艺简单;边角废料可回收使用;在高温下易软化,所制产品的使用温度有一定限制。
3热塑性弹性体的优点:可用一般热塑性塑料的加工设备加工成型;生产效率大幅度提高;易于回收利用,降低成本;节能;应用领域广;可用塑料增加、增韧改性。
4热塑性弹性体的缺点:加工前干燥;要求成批生产;使用温度有一定的限制;低硬度热塑性弹性体品种数量有限。
第三章苯乙烯类热塑性弹性体(TPS)1TPS又名苯乙烯嵌段共聚物SBC,由苯乙烯与丁二烯或异戊二烯以烷基锂为引发剂进行阴离子聚合制得。
2TPS分类按嵌段分:苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物 SBS;苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯嵌段共聚物 SIS;氢化SBS SEBS;氢化SIS SEPS。
(1)TPS有两个玻璃化温度(2)聚苯乙烯相为分离的球形区域(球形相畴)是硬段,作为多功能连接的交联网络结构。
3制备方法:顺序聚合法:用单活性引发剂(丁基锂)引发第一单体聚合,然后加入其它单体一次进行聚合;偶联法:用单活性引发剂进行聚合,然后用偶联剂将活性链连接;多官能团引发剂法:用具有两个或两个以上的活性中心的引发剂引发第一单体聚合,然后加入第二单体继续聚合。
4 TPS的配合体系有哪些?采用什么加工方法?应用?混合料、增塑剂(软化和塑化该聚合物中的橡胶相)、填充剂(降低成本和改进性能的应用)、与其它聚合物并用(改进某些性能)、稳定剂(防止降解)、其它添加剂。
成型加工方法:注射成型、模压成型、挤出成型、吹塑成型。
其中混合料制备方法:溶液混合法、机械干混法、熔融混合法。
应用:塑料改性和橡胶改性、沥青改性、胶粘剂、制鞋工业。
第二章聚氨酯热塑性弹性体(TPU)1TPU是(AB)型嵌段线性聚合物,硬嵌段A:扩链剂加成到二异氰酸酯上形成的。
软嵌段B :长链聚醚或聚酯。
热塑性聚氨酯可分为聚酯型(Tg:108.9—122.8,耐油,耐热性能好,高硬度制品较多:轴承、层压件)和聚醚型(Tg :100.6—106.1,低温性能,耐水解性能好,低硬度制品较多:纺丝、鞋面)。
2TPU合成方法:本体聚合法与溶液聚合法。
本体聚合法又可分为:一步法:将大分子二醇、二异氰酸酯和扩链剂同时反应;预聚法:将二异氰酸酯与大分子二醇先进行反应一定的时间,在加入扩链剂;半预聚法。
溶液聚合法:将二异氰酸酯先溶于溶剂中,再加入大分子二醇令其反应一定时间,最后加入扩链剂。
3加工方法:在加工前干燥,热塑成型(挤出成型);热注成型(注射成型);压延成型。
4合成TPU的主要原料,各自作用:软段:端羟基聚酯,端羟基聚醚;硬段:多异氰酸酯,扩链剂;添加剂:脱模机,水解稳定剂,抗氧化剂等。
作用软段:提高水解稳定性,耐油,耐溶剂性。
硬段:提高热稳定性。
添加剂:提高耐紫外光,耐微生物,耐火等。
5Tpu之间的焊接:热焊接;热空气或氮气焊;热脉冲焊;高频焊;摩擦焊热塑性聚氨酯中软段玻璃化转变温度范围的宽窄依赖于硬段的含量和硬、软段的相分离程度。
如果采用聚醚作为软段,可以提高TPU的低温柔软性。
如果增加软段分子量,或者对TPU退火处理,软、硬段的相容性提高。
退火:缓慢加热到一定温度,保持足够时间,然后以适应速度冷却。
淬火:从高温很快降低到常温。
(1)橡胶组分:三元乙丙橡胶(EPDM)、丁氰橡胶(NBR)、丁基橡胶(2)聚烯烃组分:聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)第四章聚烯烃类热塑性弹性体动态硫化定义:就是橡胶与树脂在共混时,借助硫化剂(交联剂)在强烈的机械剪切应力作用下反应的过程。
动态硫化,应满足的条件:橡胶与聚烯烃在共混时,借助硫化剂,在强烈的机械剪切作用力下,进行硫化反应的过程。
条件:塑料和橡胶两种聚合物的表面能相匹配;橡胶缠结分子链长度低;塑料的洁净度大于15%TPO:是橡胶与聚烯烃机械共混物和动态硫化共混物TPV:动态硫化共混物聚烯烃类热塑性弹性体(TPO)主要包括嵌段共聚物、接枝共聚物和共混物。
其中采用茂金属催化剂合成的聚烯烃热塑性弹性体乙烯—辛稀共聚物和动态硫化法制备的热塑性动态硫化胶是两种主要的聚烯烃类热塑性弹性体。
(1)无规嵌段共聚物,例如例如乙烯—a—稀烃共聚物(2)嵌段共聚物,氢化丁二烯—异戊二烯—丁二烯嵌段共聚物(3)立构嵌段共聚物,例如立构嵌段聚丙烯(4)接枝共聚物,例如聚异丁稀—g—聚苯乙烯、EPDM—g—聚新戊内酯。
(5)共混物,例如EPDM/ipp共混物、动态硫化的EPDM/结晶聚烯烃共混物。
1茂金属聚烯烃热塑性弹性体乙烯—辛稀共聚物(POE)性能POE一方面有很窄的分子量和短支链分布,因而具有优异的物理机械性能(高强度、高伸长率)和良好的低温性能,又由于其分子链是饱和的,所含叔碳原子相对较少,因而具有优异的耐热化和抗紫外线性能。
2 TPV的微观形态结构及其形成原理:TPV材料在微观上呈现独特的海—岛相态结构,即使橡胶含量较多,但充分交联了的橡胶仍会以颗粒状分散于树脂基体中,呈分散相。
TPV的海—岛相态结构形成机理可概括如下:TPV在制备过程中,共混体系中的橡胶在交联剂的作用下发生硫化反应,由于硫化是在共混过程中进行的,发生硫化的橡胶不能像静态硫化那样形成整体的橡胶型网络结构,而会因机械剪切力的作用使硫化形成的体型网络遭到破坏,使交联程度很深的橡胶被打碎成非常小的粒子。
但这些小粒子内部仍是交联网络结构,橡胶分子链间因化学链的生成而大大加强了作用力,相对滑移受到限制,橡胶组分的流动性大大下降。
同时橡胶粒子中交联的弹性风格因剪切应力的作用而被迫呈伸直状态。
而没有发生硫化的树脂分子却有自由运动的独立性,分子间能发生相对滑移,有很好的流动性。
当温度降低,剪切力消失时,交联分子进行弹性恢复,使橡胶粒子发生收缩、凝聚,从而使本就因交联而导致其流动性大大降低的橡胶以颗粒的形式冻结在树脂基体中,呈分散相。
这样就形成了以树脂为海相,以全硫化橡胶粒子为岛相的海—岛结构。
动态硫化法橡胶/塑料共混物的制备。
3工业上,聚合物共混物的制备方法通常有三种,即熔融共混法、溶液共混法、胶乳共混法。
张中岳在研究EPDM/pp TPV的分散相粒径变化规律时指出,分散相粒子半径(R)、同剪切速率(S)、体系表观粘度(V)、及分散相体积分数(F)组成的综合因子SV/F有如下关系:1/R=ASV/F+B (A,B为可求的实验常数)而S、V、F又与制备TPV中使用的混炼设备、橡塑组分的选择与匹配以及共混工艺等因素有关,此外硫化体系的选择和增容技术也是制备高性能TPV的关键。
4制造TPV的混炼设备有:开炼机、密炼机、双螺杆挤出机5为什么采用双螺杆挤出机设备的TPV具有更好的综合性能?剪切速率(S)提高,分散相粒径可以大大减小。
较开炼机和密炼机而言,双螺杆挤出机的最大优点就是能够提供可控制的最佳温度场以及更强的剪切、混合作用,因此采用双螺杆挤出机设备的TPV具有更好的综合性能。
6动态硫化技术的关键之一是硫化体系的选择。
谢忠麟指出,TPV常用的硫化体系主要有三大类:硫磺/促进剂、过氧化物或过氧化物/助交联剂以及烷基酚醛树脂。
7热塑性动态硫化橡胶可分为:非极性橡胶与非极性塑料(EPDM/聚烯烃热塑性硫化橡胶天然橡胶/聚烯烃类热塑性硫化胶丁苯橡胶/聚烯烃类热塑性硫化胶丁基橡胶/聚烯烃类热塑性硫化胶)和极性橡胶与极性塑料(丁腈橡胶/聚酰胺类热塑性硫化胶丙烯酸酯橡胶/聚酰胺类热塑性硫化胶)。
第五章基于含卤聚烯烃的热塑性弹性体1熔融加工橡胶(MPR)的性能:化学性能,MPR以其优异的弹性而著称,同时具有比较优异的耐热性、耐油性、耐化学品性,并且它还可以反复加工,并仍能保持主要性能不变;机械性能,拉伸时抗蠕变性也很好,且柔软,富有弹性;耐化学品性,耐油性优于硫化CR,且有优异的热老化稳定性。
由于无双键,它还耐臭氧、耐日光、耐候、耐紫外线、抗静电等;耐候性和阻燃性,耐候性与耐臭氧性优于其它类热塑性弹性体,且MPR易于制造阻燃级MPR;电性热,MPR表面电导性能较好,具有抗静电性。
2 MPR的牌号:挤出级,MPR1000,MPR3000(熔融粘度相当高);注塑级,MPR2000(流动性有改进,熔融粘度较低)。
3 MPR的加工方法:注塑、挤出、压延、挤坯吹塑、粘装等。
4 MPR和NBR共混性能:具有弹性高,永久变形小,耐油、耐老化、耐臭氧、耐化学药品,同时在低温下比较柔软,撕裂强度较高,永久变形小,耐磨性好,在油或溶剂中溶胀程度低,而甘油提性优异。
MPR、PVC和NBR的加工:NBR粉末在PVC吸收了液体增塑剂后加入,且温度不高于40摄氏度,以防止NBR结块。
且可在常规的热塑性塑料混合设备中加工。
混合机:高强度混合机、单或双螺杆挤出机、连续混合机、捏合机。
5简述MPR.。
PVC/NBR共混物得性能,加工,应用MPR性能:比较优异的耐热性,耐油性,耐化学品性,耐候性,可以反复加工并仍能保持其性能不变,在比较宽的温度使用范围内具有优异的综合性能,拉伸,抗蠕变性也好,耐热,耐老化,抗静电性优异。
加工:注射;挤出;压延;挤呸吹塑;粘装。
应用:汽车工业,厨具方面,电器方面,农业设备。
PVC|NBR特性:机械性能,与中等硫化橡胶的性能相同;耐化学性,对溶剂性能好,但NBR 的双键易氧化,在共混物中需要加入抗氧剂;其他性能,在低温下比较柔软,撕裂强度高,永久变形好,耐磨性好,溶胀程度低,耐油性好。
加工:在常规的热热塑性塑料混合设备中加工。
应用:密封垫片,电缆护套,鞋底,板材,手套。
第六章聚醚酯热塑性弹性体(TPEE)1 TPEE应力应变曲线特点描述:伸长率在30%以下时,应力与伸长率几乎成直线关系,在此伸长率范围内形变是可逆的,这种伸长是连续的结晶相以及与结晶连接短链分子的形变;伸长率在100%到230%之间,应力没有明显变化,而形变部分可逆;伸长率在360%以上,应力随伸长率的增加而升高,形变大部分可逆,这阶段伸长为无定形相变。
2 TPEE的合成方法:酯交换法、直接酯化法、固相后缩聚法。
3 TPEE分类:根据软链段中组成中聚醚或聚酯的不同,分为聚醚型或聚酯型。
4 影响相分离的因素:硬段的结构、含量、序列长度和结晶性等对聚醚酯弹性体的微相分离有显著影响,若硬、软段具有较好的相容性,将有更多的硬段溶解在软段中,导致微相分离程序降低。