热塑性弹性体(TPE)
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tpe什么材质TPE是一种热塑性弹性体,以其出色的物理性能和广泛的应用领域而闻名。
本文将介绍TPE的材质特性、制造方法、应用范围以及未来发展趋势。
TPE的全称是热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer),是一种特殊的高分子材料。
相对于传统的弹性体材料,例如橡胶,TPE具有更高的可塑性和可加工性。
它可以在一定温度下软化、熔融,并在冷却后恢复原来的弹性。
TPE的制造方法多样,常见的方法包括熔融共混法、溶剂法和物理交联法。
其中,熔融共混法是最常用的制造方法之一。
通过热塑性弹性体和热塑性树脂的混合和熔融,可以获得具有良好弹性和可加工性的TPE材料。
TPE具有许多出色的特性,使其在各个领域得到广泛应用。
首先,TPE具有优异的弹性,可以在较大变形下恢复原状,不易变形或开裂。
其次,TPE的耐磨性和耐化学性良好,能够抵抗各种化学物质的侵蚀,具有较长的使用寿命。
此外,TPE还具有良好的绝缘性能、阻燃性能和耐候性能,在电子、汽车、医疗和户外等领域有广泛应用。
TPE的应用范围非常广泛。
在电子产品中,TPE常用于连接线和电线绝缘材料,能够提供良好的柔韧性和耐磨性。
在汽车工业中,TPE主要用于密封件、悬挂系统、汽车内饰和外观零件等。
在医疗领域,TPE可用于制造医用器械、医疗设备和手术器械,具有良好的生物相容性和耐用性。
此外,TPE在日常生活中也有广泛应用,例如鞋底材料、家具、水管和婴儿用品等。
随着科技的不断发展,TPE在未来有着广阔的发展前景。
首先,随着人们对舒适性和功能性的需求不断增加,TPE在汽车和航空航天领域的应用将会增加。
其次,TPE具有可回收再利用的特性,符合环保的发展趋势,将在其他塑料材料的代替和替代中起到重要作用。
此外,随着纳米技术和复合材料的不断进步,TPE的性能将会得到进一步提升,开拓更多的应用领域。
综上所述,TPE是一种具有独特性质的热塑性弹性体材料。
它具有出色的物理性能和广泛的应用领域,在电子、汽车、医疗和日常生活等领域发挥着重要作用。
tpe什么材质TPE材质是热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer)的简称。
它是一种特殊类型的聚合物材料,具有独特的物理性质和广泛的应用领域。
TPE材质在许多行业中被广泛使用,例如汽车制造、医疗器械、电子设备和日常用品等。
本文将详细介绍TPE材质的特点、应用和优势。
TPE材料具有独特的弹性和塑性特点,是一种可以反复拉伸和变形的材料。
它不像传统的塑料具有脆性,而是更接近于橡胶材质。
TPE材料可以在广泛的温度范围内保持其弹性,并且具有优异的耐候性和耐化学性。
这些特性使得TPE材质成为许多领域的理想选择。
TPE材质由两种或更多种聚合物组成,通过特定的工艺将其混合制备而成。
这种独特的结构使TPE材质既具有热塑性材料的可加工性,也具有弹性体的流动性。
在加工时,TPE材质可以通过注塑、挤出和压延等方法制备成各种形状的制品。
与传统弹性体相比,TPE材料的生产成本更低,具有更好的成型和加工特性。
TPE材质的应用范围非常广泛。
在汽车制造领域,TPE材料可用于车身密封件、悬挂缓冲器和车内软件等部件的制造。
它具有良好的密封性和抗磨损性,可以有效地减少噪音和振动。
在医疗器械领域,TPE材料常用于制作医疗管道、手术器械和人造关节等。
由于其良好的生物相容性和耐用性,TPE材质对人体无害,并且可以长期使用。
在电子设备领域,TPE材料可用于制作手机保护壳、耳机线缆和键盘按键等。
它具有良好的耐磨性和耐高温性能,可以有效地保护电子设备。
此外,TPE材料还广泛应用于日常用品,如玩具、鞋垫和手柄等。
相比传统塑料和橡胶材料,TPE材质具有许多优势。
首先,TPE材料具有良好的回弹性和柔韧性,可以在不破裂的情况下进行多次拉伸。
其次,TPE材料具有良好的耐油、耐腐蚀和耐候性,适用于各种恶劣环境条件。
此外,TPE材料还具有优异的导电性和绝缘性能,可以满足不同领域的需求。
最后,TPE材质的生产过程简单,成本较低,可以大规模生产,满足大批量制造的需求。
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。
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。
tpe是什么材料TPE是什么材料。
TPE是Thermoplastic Elastomer(热塑性弹性体)的缩写,是一种热塑性弹性体材料,具有橡胶弹性和塑料可加工性的特点。
TPE材料在工业生产和日常生活中有着广泛的应用,其优异的性能使其成为了许多领域中不可或缺的材料。
接下来,我们将对TPE材料的特性、应用领域以及优势进行介绍。
首先,TPE材料具有优异的弹性和柔韧性,可以在不同温度下保持良好的弹性和柔韧性。
这使得TPE材料在制造汽车零部件、医疗器械、婴儿用品等领域中得到了广泛的应用。
例如,汽车橡胶密封件、医疗器械的软管、婴儿奶瓶的奶嘴等都可以采用TPE材料制造,以确保产品具有良好的弹性和柔韧性,提高产品的使用寿命和安全性。
其次,TPE材料具有良好的耐磨性和耐候性,能够在恶劣的环境条件下保持稳定的性能。
这使得TPE材料在户外用品、运动器材、工程机械等领域中得到了广泛的应用。
例如,户外用品如登山鞋、帐篷、雨具等,运动器材如游泳眼镜、护具等,工程机械如挖掘机橡胶履带、振动筛板等都可以采用TPE材料制造,以确保产品具有良好的耐磨性和耐候性,提高产品的使用寿命和稳定性。
此外,TPE材料具有良好的加工性能,可以通过注塑、挤出、吹塑等工艺制造成各种形状的制品。
这使得TPE材料在塑料制品、玩具、日用品等领域中得到了广泛的应用。
例如,塑料制品如塑料托盘、塑料箱体、塑料管件等,玩具如婴儿玩具、儿童玩具等,日用品如梳子、牙刷、鞋垫等都可以采用TPE材料制造,以确保产品具有良好的加工性能,提高生产效率和产品质量。
综上所述,TPE材料具有优异的弹性和柔韧性、良好的耐磨性和耐候性、良好的加工性能,使得其在工业生产和日常生活中有着广泛的应用。
随着科技的不断进步和人们对产品性能要求的不断提高,TPE材料将会在更多领域中发挥重要作用,为人类创造更加美好的生活。
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。
热塑性弹性体TPE/TPR,又称人造橡胶或合成橡胶。
其产品既具备传统交联硫化橡胶的高弹性、耐老化、耐油性各项优异性能,同时又具备普通塑料加工方更、加工方式广的特点。
可采用注塑、挤出、吹塑等加工方式生产,水口边角粉碎后100%直接二次使用。
既简化加工过程,又降低加工成本,因此热塑性弹性体TPE/TPR材料已成为取代传统橡胶的最新材料,其环保、无毒、手感舒适、外观精美,使产品更具创意。
因此也是一支更具人性化、高品位的新型合成材料,也是世界化标准性环保材料。
基本资料热塑性弹性体: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型弹性体TPEE介绍以及SKYPEL的具体应用领域(参考)TPEE是通过对苯二甲酸1,4-丁二醇及聚丁醇共聚而成,其硬段比例增大可增强物理刚性和化学稳定性,软段比例增大可提高柔韧性和低温性能。
SKYPEL 是SK 化学公司为其工程热塑性弹性体所注册的商品名称。
它是一种酯体系热塑性弹性体(Thermoplastic elastomers),其柔软性与弹性恢复力酷似橡胶,而机械性强度、耐热性及耐候性方面比橡胶优秀。
颜色有本色,透明,高透明。
不经过硫化工程,与普通热塑性树脂相同,以易于成型加工的树脂根据通常聚酯合成方法妥当调整软链段的共聚物量,从而形成适合各种用途的柔软性与机械性材质。
具有的特性⒈良好抗冲击和抗疲劳性能。
⒉高冲击强度和良好的低温柔韧性。
⒊温度上升时保持良好的性能。
⒋良好的对化学物质,油品,溶剂和天气的抵抗能力。
⒌高抗撕裂强度及高耐摩擦性能。
⒍易加工且具经济性。
⒎良好的可回收性。
常见牌号G130D具有与橡胶相似的挠性、弹性以及机械强度,但它的耐热性和耐候性比橡胶好。
所有等级的KEYFLEX BT都是嵌段共聚物,由聚丁烯—对苯二酸盐的硬(结晶体)段和基于长链的聚醚乙二醇软(非结晶的)段组成。
其属性由硬段到软段的比率来决定。
应用:软管套,以及液压软管带、管道、密封材料G140D具有与橡胶相似的挠性、弹性以及机械强度,但它的耐热性和耐候性比橡胶好。
热塑性弹性体(TPE)一、热塑性弹性体的基本概念热塑性弹性体是在高温下能塑化成型,而在常温下能显示硫化橡胶弹性的一类新型材料。
这类材料兼有热塑性塑料的加工成型性和硫化橡胶的高弹性性能。
热塑性弹性体有类似于硫化橡胶的物理机械性能,如较高的弹性、类似于硫化橡胶的强力、形变特性等。
在性能满足使用要求的条件下,热塑性弹性体可以代替一般硫化橡胶,制成各种具有实用价值的的弹性体制品。
另一方面,由于热塑性弹性体具有类似于热塑性塑料的加工特性,因而不需要使用传统的橡胶硫化加工的硫化设备,可以直接采用塑料加工工艺,如注射、挤出、吹塑等。
从而设备投资少、工艺操作简单、成型速度快、周期短、生产效高。
此外,由于热塑性弹性体的弹性和塑性两种物理状态之间的相互转变取决于温度变化,而且是可逆的,因而在加工生产中的边角料、废次品以及用过的废旧制品等,可以方便地重新加以利用。
热塑性弹性体优异的橡胶弹性和良好的热塑性相结合,使其得到了迅速发展。
它的兴起,使塑料与橡胶的界限变得更加模糊。
目前,热塑性弹性体的种类日趋增多,根据其化学组成,常用的有四大类。
1、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。
按其合成所用的聚合物二醇又可分为聚醚型和聚酯型。
2、苯乙烯嵌段类热塑性弹性(TPS)。
典型品种为热塑性SBS弹性体(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段共聚物)和热塑性SIS弹性体(苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯三嵌段共聚物)。
此外,还有苯乙烯一丁二烯的星形嵌段共聚物。
3、热塑性聚酯弹性体(TPEE)。
该类弹性体通常是由二元羧酸及其衍生物(如对苯二甲酸二甲酯)、聚醚二醇(分子量600~6000)及低分子二醇的混合物通过熔融酯交换反应而得到的均聚无规嵌段共聚物。
4、热塑性聚烯烃弹性体(TPO)。
该类弹性体通常是通过共混法来制备。
如应用EP(D)M(即具有部分结晶性质的EPM或EPDM)与热塑性树脂(聚乙烯、聚丙烯等)共混,或在共混的同时采用动态硫化法使橡胶部分得到交联甚至在橡胶链上接枝聚乙烯或聚丙烯。
此外还有丁基橡胶接枝聚乙烯而得到的热塑性聚烯烃弹性体。
除了上述四大类热塑性弹性体外,人们还在探索热塑性弹性体的新品种,如聚硅烷类热塑性弹性体、热塑性氟弹性体以及聚氯乙烯类热塑性弹性体。
硫化橡胶的高弹性特点,与橡胶硫化时在橡胶大分子链间形成交联键的结构特征有密切的关系。
这种交联键的多寡直接影响了弹性的高低。
热塑性弹性体显示硫化橡胶的弹性性质,同样存在着大分子链间的“交联”。
这种“交联”可以是化学“交联”或是物理“交联”。
但无论哪一种“交联”,均具有可逆性特征。
即当温度升高至某个温度时,这种化学“交联”或者物理“交联”消失了;而当冷却到室温时,这种化学“交联”或物理“交联”又起到了与硫化橡胶交联键类似的作用。
就热塑性弹性体来说,物理“交联”是主要的交联形式。
热塑性弹性体结构上的另一突出特点是:它同时串联或接枝一些化学结构不同的硬段和软段。
硬段要求链段间的作用形成物理“交联”或“缔合”,或者具有在较高温度下能离解的化学键。
软段则要求是自由旋转能力较大的高弹性链段。
因为热塑性弹性体分子链中同时存在着串联或接枝的硬段和软段,当热塑性弹性体从流动的熔融态或溶液到固态时,分子间作用力较大的硬段首先凝集成不连续相,也叫分散相(塑料相),形成物理交联区。
柔性链段构成连续相(橡胶相)。
这种物理交联区的大小,形状随着硬段和软段的结构、数量比而发生变化,从而形成不同的微相分离结构。
由于热塑性弹性体中的“交联”区域为物理“交联”,故当温度上升至超过物理“交联”区域的硬段的玻璃化温度或结晶熔点时,硬段将被软化或熔化,网状结构就被破坏,可以在力作用下流动,因此可以像塑料那样自由地进行成型加工。
这种网状结构也可以溶解于某些有机溶剂而消失。
而当温度下降或溶剂挥发时,则网状结构建立。
所以热塑性弹性体可以采用普通塑料工业用的注射机来注射成型、用塑料挤出机挤出成型,也可模压成型或用其它塑料成型加工方法进行加工。
二、苯乙烯类热塑性弹性体1 、苯乙烯类热塑性弹性体的品种苯乙烯类热塑性弹性体是苯乙烯和二烯烃(如丁二烯、异戊二烯)单体经聚合反应合成的嵌段共聚物,因此,又称作苯乙烯类嵌段共聚物。
从分子链结构看该类弹性体可分为线型嵌段苯乙烯类热塑性弹性体和星型苯乙烯类热塑性弹性体。
从组成上看主要有两大类,即苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(英文缩写SBS)和苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯类(英文缩写SIS)。
2、苯乙烯类热塑性弹性体的结构特征苯乙烯类热塑性弹性体,是指聚苯乙烯链段和聚丁二烯(或者聚异戊二烯)链段组成的嵌段共聚物。
聚苯乙烯链段作为硬段(塑料段),聚丁二烯(或者聚异戊烯)链段作为软段(橡胶段)。
在这种嵌段共聚物中,相应于两个组分,有两个分离相,并有各自的玻璃化温度。
在室温下聚苯乙烯链段互相缔合或“交联”,形成物理交联区域,它们起到补强剂作用。
这种由聚苯乙烯硬段和聚丁二烯(或聚异戊二烯)软段形成的“交联”网络结构,与硫化橡胶中的交联网络结构有相似之处,这是苯乙烯热塑性弹性体在常温显示硫化橡胶特性,高温下发生塑性流动的原因所在。
3、苯乙烯类热塑性弹性体的性能未经充油和未加填料的纯苯乙烯类热塑性弹性体,具有很好的强度和弹性,其扯断永久变形比塑料要小得多,但比硫化橡胶稍高。
当温度升高时,拉伸强度和硬度下降,塑性增加,有利于加工。
由于苯乙烯类热塑性弹性体中的丁二烯或异戊二烯橡胶链段含有不饱和的双键,双键的存在使材料抗热氧老化、耐臭氧、耐紫外光等耐老化性能受到影响。
因而对于耐老化性能要求苛刻的制品,该材料的应用受到限制。
采用氢化改性办法使双键饱和,耐老化性能会明显提高。
与丁苯橡胶类似,苯乙烯热塑性弹性体可以与水、弱酸、碱等接触,但许多烃、酯、酮类化合物能使其溶解或溶胀。
苯乙烯热塑性弹性体具有优良的绝缘性能,可用作电线、电缆及电器材料。
苯乙烯热塑性弹性体在溶液粘度和熔融流动上也有其特点。
与普通丁苯橡胶和天然橡胶相比,在固体含量相同时,该材料的熔融粘度比相应的丁苯橡胶、天然橡胶小得多。
其熔融粘度高于相同分子量条件的均聚物或无规共聚物,且熔融粘度对剪切速率及分子量敏感。
4、苯乙烯类热塑性弹性体的加工为了改善苯乙烯类热塑性弹性体的加工性能,降低制品成本,苯乙烯类热塑性弹性体通常采用并用其它高聚物材料和填料的方法制备混合料。
并用有下面四种途径:(1)用与橡胶相相容的聚合物填充橡胶相;(2)用与塑料相相容的聚合物填充塑料相;(3)用添加象聚烯烃一类的高定伸应力的聚合物形成另外的附加相;(4)在橡胶连续相区内添加象无机填料这样的不连续相。
并用的方法分为溶液混合法、机械干混法及熔融混合法。
溶液混合法采用一系列工业溶剂如环己烷、甲乙酮、甲苯或混合溶剂等。
熔融混合法通常采用开炼机、密炼机和双螺杆挤出机。
多种油和脂可用作苯乙烯热塑性弹性体的增塑剂。
油和脂的作用是软化和塑化该共聚物中的橡胶相,以降低粘度,方便操作。
环烷油、石蜡油是最常用的增塑剂。
芳烃油因为能熔化聚苯乙烯相,使聚苯乙烯玻璃化温度明显下降,因此,应避免作填充油使用。
填充剂也是苯乙烯热塑性弹性体中常用的添加剂,可起到降低成本和改进性能的作用。
加入填充剂通常会降低熔融流动性能和拉伸强度,但是对增加高温下的强度有利。
补强性填充剂如炭黑、白炭黑(细粒子二氧化硅)及硬质陶土,可以提高定伸应力和硬度,提高耐疲劳寿命及耐磨性。
为了改善苯乙烯热塑性弹性体的加工性能,可添加如硬脂酸、石蜡、低分子量聚乙烯等加工助剂,。
苯乙烯热塑性弹性体因兼有橡胶的高弹性和热塑性塑料的加工特性,因此,各种传统的塑料加工工艺技术,诸如开炼、挤出、注射、压延、吹塑及真空成型等均可利用。
三、热塑性聚氨酯弹性体1、热塑性聚氨酯弹性体的品种热塑性聚氨酯弹性体(英文缩写TPU)是一类由多异氰酸酯和多羟基物,•借助扩链剂加聚反应生成的线型或轻度交联结构的聚合物。
根据所用多异氰酸酯、多羟基物、扩链剂的不同,形成不同品种的热塑性聚氨酯弹性体。
常用的多异氰酸酯有4,4′--二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和萘二异氰酸酯(NDI)。
多羟基化合物一般是两端为羟基所终止的低分子量脂肪族聚醚、聚酯或聚酰胺三种,以前两种为主。
其分子量一般为800─3000。
这两种二羟基化合物,主要作为合成热塑性聚氨酯弹性体的原料。
扩链剂为某些低分子量的双官能物质。
扩链剂的主要作用,是用来与带异氰酸端基的预聚物及二异氰酸酯的混合物反应,在高分子链中形成硬链段,并使链扩展、延伸。
重要的扩链剂有:二元醇,如乙二醇,丁二醇,1,4--双(2--•羟乙氧基苯),1,4--双羟甲基环已烷;二元胺如肼、3,3ˊ-二氯-4,4ˊ-二氨基二苯基甲烷等。
2、热塑性聚氨酯弹性体的结构热塑性聚氨酯弹性体之所以具有良好的弹性,是因为分子链结构中同时包含着交替结构的低玻璃化温度的软段和高度极性基团的硬段。
软段一般由脂肪族聚酯(如聚乙二醇已二酸酯、聚乙二醇-丙二醇-已二酸酯、聚丙二醇已二酸酯)或聚醚(如聚氧化丙二醇、聚氧化乙二醇、聚氧化丁二醇)所组成。
软段主要影响弹性及其低温性能,同时对硬度,撕裂强度,模量等有很大贡献。
聚氨酯弹性体中的硬段是由二异氰酸酯和二元醇或二胺相互作用形成的。
•硬链段的性质决定弹性体中分子链间相互作用有一宽广的范围,同时决定其网状结构。
热塑性聚氨酯弹性体之所以具有热塑性,乃是由于其分子间的氢键交联和偶极--偶极作用(即二级交联),或高分子链间的轻度交联(即一级交联)的缘故。
而随着温度的升高或下降,聚氨酯弹性体的上述两种交联形成亦具有可逆性。
3、热塑性聚氨酯弹性体的性能热塑性聚氨酯弹性体的最大特点是在获得高硬度的同时而富有弹性,并具有良好的机械强度。
热塑性聚氨酯弹性体的拉伸强度通常为30-45MPa,断裂伸长率一般在400-800%之间。
其邵氏硬度随着组分的变化,跨越广泛的范围,从65A到80D。
通常,纯聚氨酯随着硬度的增加,表现出:拉伸强度和撕裂强度增加;伸长率下降;耐油性提高;压缩强度增加;动态生热增加。
热塑性聚氨酯弹性体有极好的抗撕裂性,撕裂强度与拉伸强度有关(虽然不是比例关系),并且随聚合物硬度的增加而增加。
热塑性聚氨酯弹性体的压缩永久变形性能与聚合物类型、交联度、后硫化或试样的状态调节有关。
轻度交联的热塑性聚氨酯弹性体往往具有较低压缩永久变形值,特别是在较高温度下。
试样的后硫化能大幅度降低压缩变形,特别是高温下的永久变形。
热塑性聚氨酯弹性体具有极好的耐磨性,几乎超过所有其它材料,所以被用在苛刻磨耗条件下应用。
在某些情况下,耐磨性还可用润滑剂(如硅酮、二硫化钼)加以改善。
在苛刻条件下连续使用时,(如在能引起生热的应用中)热塑性聚氨酯弹性体会随时间而软化,导致磨耗增加。
值得注意的是热塑性聚氨酯弹性体的力学性能、耐热性等与其组成有极大的关系。