簡介
熱塑性彈性體TPE/TPR,又稱人造橡膠或合成橡膠。是常溫下具有橡膠的彈性,高溫下具有可塑化成型的一類彈性體。其產(chǎn)品既具備傳統(tǒng)交聯(lián)硫化橡膠的高彈性、耐老化、耐油性各項優(yōu)異性能,同時又具備普通塑料加工方便、加工方式廣的特點(diǎn),是介于橡膠與樹脂之間的一種新型高分子材料,常被人們稱為第三代橡膠。
種類
熱塑性彈性體(TPE)可概括為通用TPE和工程TPE兩個類型,目前己發(fā)展到l0大類30多個品種。
世界上已工業(yè)化生產(chǎn)的TPE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(jī)氟類(TPF)、有機(jī)硅類和乙烯類等,幾乎涵蓋了現(xiàn)在合成橡膠與合成樹脂的所有領(lǐng)域。
熱塑性彈性體種類繁多,尚無統(tǒng)一的命名,習(xí)慣以英文字母縮寫語,為統(tǒng)一起見,都以TPE 或熱塑性彈性體稱之,也有部分人以TPE代指苯乙烯類熱塑性彈性體。
加工方式
熱塑性彈性體具有硫化橡膠的物理機(jī)械性能和軟質(zhì)塑料的工藝加工性能。由于不需再像橡膠那樣經(jīng)過熱硫化,因而使用簡單的塑料加工機(jī)械即可很容易地制成zui終產(chǎn)品。它的這一特點(diǎn),使橡膠工業(yè)生產(chǎn)流程縮短了l/4,節(jié)苯乙烯類嵌段共聚物約能耗25%~40%,提率10~20倍,堪稱橡膠工業(yè)又一次材料和工藝技術(shù)革命。
制造加工熱塑性彈性體的主要兩種方法是擠塑和注塑成型,熱塑性彈性體還可通過吹塑、熱成型以及熱焊接進(jìn)行加工。而這些方法均不能應(yīng)用于熱固性橡膠制品。
各種熱塑彈體性能特點(diǎn)及應(yīng)用
苯乙烯類嵌段共聚物TPE
苯乙烯類TPE又稱TPS,為丁二烯或異戊二烯與苯乙烯嵌段型的共聚物,其性能zui接近SBR橡膠。代表性的品種為苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SBS),硬度范圍0~100A,外觀為透明或本色顆粒,廣泛用于制鞋業(yè),已大部分取代了橡膠。苯乙烯類主要應(yīng)用類型有:鞋類、導(dǎo)線和線纜、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用、粘合劑、密封劑、涂料、填料、抗沖改性、瀝青、相容劑等。
鞋材PTE材料生產(chǎn)的蛙鞋鞋底
TPE電線電纜
TPE醫(yī)用包裝
第二代的摩拜Lite輕騎單車,車輪使用的是TPE材質(zhì)。
熱塑性聚氨酯彈性體橡膠TPU
TPU(Thermoplastic polyurethanes)名稱為熱塑性聚氨酯彈性體橡膠。主要分為有聚酯型和聚醚型之分,它硬度范圍寬(60HA-85HD)、耐磨、耐油,透明,彈性好,在日用品、體育用品、玩具、裝飾材料等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,無鹵阻燃TPU還可以代替軟質(zhì)PVC以滿足越來越多領(lǐng)域的環(huán)保要求。
TPU已被廣泛應(yīng)用于:鞋材、成衣、充氣玩具、水上及水下之運(yùn)動器材、醫(yī)療器材、健身器材、汽車椅座材料、雨傘、皮箱、皮包等。
TPU還可通過注塑和擠出等成型方式生產(chǎn)汽車、機(jī)械以及鐘表等零件,并大量用于高壓膠管(外膠)、純膠管、薄片、傳動帶、輸送帶、電線電纜、膠布等產(chǎn)品。其中注塑成型占到40%以上,擠出成型約為35%左右。
TPU片材
TPE鞋底
TPE表帶 華為
TPU軸承輪轂
3D打印TPU服裝配飾,由3D打印設(shè)計公司*盛放XUBERANCE設(shè)計,工業(yè)級3D打印企業(yè)華曙高科提供,展示于2017上海設(shè)計周。
聚烯烴熱塑性彈性體 TPO
烯烴類TPE簡稱TPO。由于它比其它TPE的比重輕(僅為0.88),耐熱性高達(dá)100℃,耐天侯性和耐臭氧性也好。
1981年美國Mansanto公司開發(fā)成功以Santoprere命名的*動態(tài)硫化型的TPO,即TPV,使TPO的耐壓縮變形性、耐熱老化性、耐油性等都得到明顯改善,甚至達(dá)到了CR橡膠的水平,因而人們又將其稱為熱塑性硫化膠。
熱塑性聚烯烴共混物已普遍用于汽車工業(yè),主要是汽車外裝的模塑件(如緩沖器托板、導(dǎo)風(fēng)板、側(cè)面模件、填隙板、柵格、端蓋),它們同樣也用作垂直車身壁板和擋泥板擴(kuò)張部分。在非汽車方面的應(yīng)用有導(dǎo)線、電纜的絕緣層和護(hù)套,擋風(fēng)(雨)條,工具把手,體育運(yùn)動用品及其它注塑和擠塑成型的產(chǎn)品。
TPV車用防塵罩
車用后備箱TPO蓋板
TPO防水材料
聚酯類熱塑性彈性體 TPEE
聚酯類TPE(TPEE)是一類含有PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)聚酯硬段(結(jié)晶相)和脂肪族聚酯或聚醚(非晶相)軟段的線型嵌段共聚物。
TPEE屬于高性能工程級彈性體,具有機(jī)械強(qiáng)度高、彈性好、抗沖擊、耐蠕變、耐寒、耐彎曲疲勞性、耐油、耐化學(xué)藥品和溶劑侵蝕等優(yōu)點(diǎn),具有良好的加工性,并可填充、增強(qiáng)及合金化改性,在汽車零部件、液壓軟管、電纜電線、電子電器、工業(yè)制品、文體用品、生物材料等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
氯乙烯類熱塑性彈性體 TPVC/TCPE
氯乙烯類TPE分為熱塑性PVC和熱塑性CPE兩大類,前者稱為TPVC,后者稱為TCPE。
TPVC可視為PVC的改性品和橡膠的代用品,主要用其制造膠管、膠板、膠布及部分膠件。目前70%以上消耗在汽車領(lǐng)域,如汽車的方向盤、雨刷條等等。其他用途,電線約占15%,建筑防水膠片占10%左右。
TPVC由于價格低廉,具有良好的耐天侯性、耐臭氧性、耐老化性、耐化學(xué)藥品性等,故而迅速發(fā)展成為通用的TPE。然而,由于TPVC的彈性、壓縮*變形以及高溫時的形狀保持性等都很差,同橡膠無法相比,因而多年來一直在不停地進(jìn)行著研究改進(jìn)。
二烯類熱塑性彈性體
二烯類TPE主要為天然橡膠的同分異構(gòu)體,故又稱之熱塑性反式天然橡膠(1-NR)。
早在400年前,人們作為天然橡膠即發(fā)現(xiàn)了這種材料,這種T—NR用作海底電纜和高爾夫球皮等雖已有100余年歷史,但因呈熱塑性狀態(tài),結(jié)晶性強(qiáng),可供量有限,用途長期未能擴(kuò)展。
1963年以后,美、加、日等國先后以有機(jī)金屬觸媒制成了合成的T-NR-反式聚異戊二烯橡膠,稱之為TPI。同其他TPE比,優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度、耐傷性好,又可硫化,缺點(diǎn)是軟化溫度非常低,一般只有40-70℃,用途受到限制。已開始逐步取代天然產(chǎn)品,并進(jìn)一步發(fā)展到用于整形外科器具、石膏代替物和運(yùn)動保護(hù)器材。
1974年,日本公司開發(fā)成功BR橡膠(順式一1,4聚丁二烯)的同分異構(gòu)體——間同l,2聚丁二烯,簡稱TPB。它是含90%以上l,2位結(jié)合的間同聚丁二烯橡膠。微觀構(gòu)造系由硬鏈段間同結(jié)構(gòu)的結(jié)晶部分與軟鏈段任意形柔軟部分相互構(gòu)成的嵌段聚合物。雖其耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度不如橡膠,但以良好的透明性、耐天候性和電絕緣性以及光分解性,廣泛用在了制鞋、海綿、光薄膜以及其他工業(yè)橡膠制品等方面。
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