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如何區別熱塑性彈性體TPE、TPR、TPV、TPU、TPO?

發布時間:2017-05-17   瀏覽:3316

一、熱塑性彈性體的定義


熱塑性彈性體(英文為Thermoplastic Elastomer)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(工藝簡單)的環保低碳性復合材料。(大眾化口語:熱塑性彈性體是一種具有橡膠的高彈性,高回彈性,又具有可注塑加工的特征,具有環保無毒安全,硬度范圍廣,有優良的著色性,觸感柔軟,耐候性,抗疲勞性和耐溫性,加工性能優越,無須硫化,可以循環使用降低成本,既可以二次注塑成型,與PP、PE、PC、PS、ABS等基體材料包覆粘合,也可以單獨成型。)


因歷史和使用習慣等問題,目前國內外熱塑性彈性體尚無統一命名,大部分地區習慣以英文縮寫字母TPE統稱熱塑性彈性體。


二、熱塑性彈性體TPV TPE TPR TPU的區分

      熱塑性彈性體TPE種類繁多,我們接觸到的種類就有TPE,TPR,TPU,TPV,大家是不是覺得很亂不好區分。下面講解下相關知識:


一、TPE

首先,TPE有這么一層意思,即為所有熱塑性彈性體的統稱,包含TPR,TPU,TPV,TPEE,TPO,TPAE等。中文全稱為Thermo-PlasticElastomer.


通常情況下,用戶或者我們說的TPE,很多時候就是指的SEBS為基礎之共混改性熱塑性彈性體了。SEBS體系的TPE,硬度范圍0~100A,外觀為透明或本色顆粒。燃燒火焰為上黃下藍或黃色,煙較淡,有芳香氣味。


但實際上碰到用戶找TPE,我們應根據他的具體要求,來選擇一種合適的TPE種類,而不是剛開始就主觀性的理解為特定SEBS體系的TPE.


二、TPR

TPR,這是臺灣甚至亞洲區域的用戶的叫法。最先有人用SBS合成改性制造出一種橡膠,但這種橡膠為熱塑性的,英文意思即Thermo-plastic rubber,縮寫TPR.之后SBS家族出現高性能材料SEBS,其共混改性出的材料,生產企業稱TPE,以示與SBS基礎改性的TPR相區別。但不少用戶(尤其是臺灣和亞洲區域)仍沿用TPR的稱呼,而不太注重SEBS,SBS的材料上的差異。實際上SEBS,SBS兩種體系的TPE(TPR),還是存在一些性能上的差異。TPR(基于以上的分析,某種意義上與SEBS之TPE為一種材料)外觀為透明或白色顆粒,硬度0~100A.


三、TPV

TPV,為PP與EPDM之共混動態硫化彈性體。TPV實際上可看做TPO的一類,只是由于其特殊的動態硫化體系,賦予了其優良的綜合性能(TPV的耐溶劑,耐高溫性以及機械強度都要優于SEBS體系的TPE,TPR). TPV是目前應用最成功和廣泛的橡塑共混彈性體,因之,將TPV單獨列出來。TPV在汽車行業的應用將被業界看好。TPV燃燒有聚丙烯PP的石油氣味,外觀為黃色或淡黃色粒子,通常硬度范圍在50~100A.


四、TPU

    TPU,熱塑性聚氨酯。由含NCO官能基的MDI 與含OH 官能基的POLYOL、1.4BG,經押出混煉而制成,由于彈性好、物性佳、各種機械強度都很好。因此,廣泛用于射出、押出、壓延及溶解成溶液型樹脂等加工方式,是塑膠加工業者經常使用的塑膠材料,其制成產品涵蓋了工業應用和民用必需品的范圍。TPU外觀為透明顆粒,硬度65A~80D.燃燒具有特殊氣味,有滋滋聲。

熱塑性彈性體性能比較

性能

EPDM+PP-X

苯乙烯類

TPE/TPR

TPU

TPV

TPO

SBS

SEBS

拉伸強度

壓縮永久變形(100℃,168h)

使用溫度(℃)

-60-135

-40-125

-20-80

-30-110

-30-120

熱空氣老化(100℃、720h)

X

X

耐油性

(125@70h@3#oil

X

耐酸堿性

X

加工工藝

X

◎ : 優異  ○ : 良好   △ : 一般   X : 較差


 

什么是彈性體?


1、什么是彈性體 


熱塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer-TPE)亦稱熱塑性橡膠(Thermoplastic Rubber-TPR) 是一種兼具橡膠和熱塑性塑料特性之材料,熱塑性彈性體具有多種可能的結構,最根本的一條是需要有至少兩個互相分散的聚合物相,在正常使用溫度下,一相為流體(使溫度高于它的Tg─玻璃化溫度),另一相為固體(使溫度低于它的Tg或等于Tg),并且兩相之間存在相互作用。即在常溫下顯示橡膠彈性,高溫下又能塑化成型的高分子材料,具有類似于橡膠的力學性能及使用性能、又能按熱塑性塑料進行加工和回收,它在塑料和橡膠之間架起了一座橋梁。因此,熱塑性彈性體可象熱塑性塑料那樣快速、有效的、經濟的加工橡膠制品。就加工而言,它是一種塑料;就性質而言,它又是一種橡膠。熱可塑性彈性體有許多優于熱固性橡膠的特點。 


目前,熱塑性彈性體尚無統一的命名,習慣以英文字母縮寫語TPR表示熱塑性橡膠,TPE表示熱塑性彈性體,兩者在有關資料著作中均有使用。為統一起見,都以TPE或熱塑性彈性體稱之。目前國內對熱塑性苯乙烯--丁二烯嵌段共聚物則稱之為SBS(styrene-butadiene-styren block copolymer),熱塑性異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物稱為SIS(styrene-isoprene block copolymer),飽和型SBS則稱之為SEBS,即Styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer的縮寫,就是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。其它各類熱塑性彈性體均以生產廠家的商品名稱稱之。我國也采用SBS的代號,表示熱塑性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,習慣稱為熱塑性丁苯橡膠。 


2、 特點和應用領域 


彈性體是一種性能獨特的人造熱可塑性彈性體,具有非常廣泛的用途。其優良的產品適用性來源于其特殊的分子結構的可調整性和可控制性,從而表現出以下優異的性能: 


物理性能特點:

良好的外觀質感,觸感溫和,易著色,色調均一,穩定; 

可調的物性,提供廣闊的產品設計空間; 

力學性能可比硫化橡膠,但無須硫化交聯; 硬度范圍寬闊,自SHORE-A 0度至SHORE-D 70度可調; 

耐拉伸性能優異,抗張強度最高可達十幾個Mpa,斷裂伸長率最高可達十倍以上; 

長期耐溫可超過70℃,低溫環境性能良好,在-60℃溫度下仍能保持良好的繞曲性; 

良好的電絕緣性及耐電壓特性。 具有突出的防滑性能,耐磨性和耐候性能 □化學性能優越 耐一般化學品(水、酸、堿、醇類溶劑); 

可在溶劑中加工,可短期浸泡于溶劑或油中; 無毒性; 良好的抗紫外線輻射及抗氧化性能,可使用于戶外環境; 

粘結性能好,選用合宜的膠粘技術可直接與真皮合成或人造皮革表面牢固粘合。 


生產加工優勢 


無需硫化即具有傳統硫化橡膠之特性,節省硫化劑及促進劑等輔助原料; 適合注塑成型、壓鑄成型、熱熔和溶解涂層等多種工藝; 邊料、余料和廢料等可完全回收再利用,且不改變性能,降低浪費; 簡化加工工藝,節約加工能耗與設備資源,加工周期短,降低生產成本,提高工效; 加工設備及工藝簡單,節省生產空間,降低不合格品率; 產品無毒,無刺激性氣味,對環境、設備及人員無傷害; 材料可反復使用,邊腳廢料可回收,可以說生產中無廢料; 加工助劑和配合劑較少,可節省產品質量控制和檢測的費用; 產品尺寸精度高、質量更易于控制; 材料比重少,且可調; 可直接與PP、ABS等多種塑料摻混而制成特種塑料合金。 


彈性體具有優越的物理、化學性能且易于加工,同時,該產品還具有無毒、無污染并可回收二次加工的環保優勢。因此,在眾多工業領域被廣泛應用,如:玩具、運動器材、鞋材、文具、五金、電動工具、通訊、電子產品、食品和飲料包裝、家用電器、廚房用品、醫療器械、汽車、建筑工程、電線電纜等。 更可貴的是,她是引領新產品設計和市場導向的優質材料,——其柔軟的質感和可調整的物性、硬度和適宜多種加工工藝且具有環保優勢——為廣大產品設計師提供了巨大的發揮空間,這無疑對您創新產品,增加價值,引領市場潮流提供了巨大的幫助。 


從原料價格看,熱塑性彈性體TPE比熱固性橡膠要貴,TPE的密度要小,使用TPE,生產效率高,能耗低,廢品少,并且可回收。 


從原料生產過程來看,熱塑性彈性體可塑性加工賦予制品設計靈活方便,熱塑性彈性體的可著色、可粘接更使制品豐富多彩。

SEBS彈性體


一、什么是SEBS彈性體


SEBS是以聚苯乙烯為未端段,以聚丁二烯加氫得到的乙烯-丁烯共聚物為中間彈性嵌段的線性三嵌共聚物。SEBS不含不飽和和雙鍵,因此具有良好的穩定性和耐老化性。


二、SEBS的用途:


1.SEBS具有較好的紫外線穩定性、抗氧性和熱穩定性,所以在屋頂和修路用瀝青中也可以使用。


2.SEBS與石蠟之間有比較好的相溶性,因此可用作紙制品較柔韌表面涂層。


3.SEBS在加熱時沒有明顯的剪切流動時溫度不敏感,因此它可以作為IPN的模板。(IPN的基本原理:兩種不相溶的聚合物,可達到纏結鏈段的相互貫穿,如第就可以通過共價鍵交聯將兩種不相溶聚合物"鎖定"在一起。)


4.SEBS油共混物的有機溶液可替代天然膠乳制造外科手套等制品,由于SEBS不含不飽和雙鍵且純度較高,在此且有以下兩種優點:(1)抗氧性、抗臭氧性較好;(2)天然橡膠中含有蛋白質,會使某些病人產生危險的過敏反應,而這個共混物就不會。


三、SEBS的具體性能


SEBS具有優異的耐老化性能,既具有可塑性,又具有高彈性,無需硫化即可加工使用,邊角料可重使用,廣泛用于生產高檔彈性體、塑料改性、膠粘劑、潤滑油增粘劑、電線電纜的填充料和護套料等。SEBS具有良好的耐候性、耐熱性、耐壓縮變形性和優異的力學性能:


⑴較好的耐溫性能,其脆化溫度≤-60℃,最高使用溫度達到149℃,在氧氣氣氛下其分解溫度大于270℃。


⑵優異的耐老化性能,在人工加速老化箱中老化一星期其性能的下降率小于10%,臭氧老化(38℃)100小時其性能下降小于10%。


⑶優良的電性能,其介電常數在一千赫為1.3*10-4,一兆赫為2.3*10-4;體積電阻是一分鐘9*1016Ω/cm;二分鐘為2*1017Ω/cm。


⑷良好的溶解性能、共混性能和優異的充油性,能溶于許多常用溶劑中,其溶解度參數在7.2~9.6之間,能與多種聚合物共混,能用橡膠工業常用的油類進行充油,如白油或環烷油。


⑸無需硫化即可使用的彈性體,加工性能與SBS類似,邊角料可重復使用,符合環保要求,無毒,符合FDA要求。


⑹比重較輕,約為0.91,同樣的重量可生產出更多體積的產品。


SEBS系列:主要用于塑膠改性,軟質嬰兒玩具等高彈力透明橡膠制品


文章來源:橡膠技術網


 
 

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