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熱塑性彈性體的知識

文章出處：行業動態 責任編輯：東莞佑華高分子材料有限公司 發表時間：2018-03-21
　　
    T：THERMO＝為熱塑性，在加熱的情況下，可用塑料的加工方法，如注塑，擠出，壓延，模塑等；P：PLASTIC＝塑性，在加工溫度下具有流動性，加工為一定的形狀，冷卻后保留形狀；E：ELASTIC＝彈性體：在常溫下具有高彈態性能。
    TPE具有環保無毒安全等性能，且有優良的著色性，觸感柔軟，耐候性，抗疲勞性和耐溫性，加工性能優越，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。
    世界上已工業化生產的TPE（熱塑性彈性體）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）、有機氟類（TPF）、有機硅類和乙烯類等，幾乎涵蓋了現在合成橡膠與合成樹脂的所有領域。
    二、熱塑性彈性體的分類：
    1、 TPV   熱塑性彈性體動態硫化橡膠Thermoplastic Vulcanizate；
    動態全硫化：是指在熱塑性樹脂與橡膠熔融共混時，橡膠相在交聯劑作用下發生化學交聯，并借助強烈的機械剪切作用，被剪切破碎成大量微米級交聯橡膠顆粒，分散在熱塑性樹脂連續相中的過程。
    以PP為硬鏈段、EPDM為軟鏈段進行熔融共混時，加入使其硫化的交聯劑，利用密煉機、螺桿機等機械高度剪切的力量，使完全硫化的EPDM交聯橡膠的粒子，以微米級尺寸（低于1微米）充分分散在PP基體之中。
    熱塑性彈性體TPV的特點
    ★TPV具有硫化橡膠的耐熱性能和低壓縮變形性能；
    ★優良的加工性能：可用注射、擠出等熱塑性塑料的加工方法加工，高效、簡單易行，無需增添設備，流動性高、收縮率小。
    ★TPV不需硫化的易加工共性
    ★比重輕（0.90—0.97），外觀質量均勻，表面檔次高，手感好。
    ★TPV在－60℃～+135℃可正常使用；不承受負荷時，耐高溫能達到+150℃。
    ★    軟硬度應用范圍廣，25A—70D；
    ★    易染色的優點大大提高了制品設計的自由度。
    ★綠色環保，可回收使用，且反復使用六次性能無明顯下降
    ★TPV具有極優的耐臭氧及耐侯性；
    ★TPV具有抗動態疲勞性、極好的耐候性、良好的耐磨性；
    ★良好的彈性和耐壓縮變形性，耐環境、耐老化性相當于三元乙丙橡膠；
    熱塑性彈性體TPV <wbr>TPE <wbr>TPR <wbr>TPU區分
    ★TPV對水基酸堿液體、極性油品具有出色的抗侵蝕能力
    ★TPV耐油耐溶劑性能與通用型氯丁橡膠不相上下。
    ★TPV具有優良的耐酸堿性能，對酸堿類清潔劑均有很強抵抗力，在酸堿環境下長時間使用后仍能保持原有特性。
    2. TPO - 聚烯烴熱塑性彈性體ThermoplasticPolyolefin；
     以PP和EPDM的簡單物理共混物（部分硫化），簡稱TPO。
    在日本，除了TPU，其他熱塑性彈性體類材料習慣上統稱為TPO，即日本人說的TPO=TPE=TPV=TPR；但目前的TPO基本上都改進為高度硫化橡膠（近似于TPV），但又添加部分SEBS進行改性，所以碰到日本客戶時需要多多詢問。
    日本三菱化學在1984年又以SEBS、SEPS為基料制成了性能更好的混合料，并將此飽和型TPS命名為“Rubberron”上市。因此，SEBS 和SEPS不僅是通用，與PP塑料熔融共混，形成IPN型TPS（所謂IPN，實際是兩種網絡互相貫穿在一起的聚合物，故又稱之為互穿網絡化合物；它們大多數屬于熱固性樹脂類，但也有不少像TPE的以交叉連續相形態表現出來的熱塑性彈性體）。用SBS 或SE8S 為基材與其他工程塑料形成的IPN—TPS，可以不用預處理而直接涂裝；涂層不易刮傷，并且具有一定的耐油性，彈性系數在低溫較寬的溫度范圍內沒有什么變化，大大提高了工程塑料的耐寒和耐熱性能。苯乙烯類化合物與橡膠接技共聚也能成為具有熱塑性的TPE，已開發的有EPDM／苯乙烯、BR／苯乙烯、CI—IIR／苯乙烯、NR／苯乙烯等。
    總結：
    a、TPO和TPV都屬于聚烯烴類熱塑性彈性體，為了區別TPV論壇上習慣簡稱其為聚烯烴類熱塑性彈性體（也可稱為：熱塑性彈性體部分硫化橡膠）；
    b、TPO（以TPO為品牌名稱的基本都是日本企業，如理研TPO）近似于國內的TPV體系，價格在45左右，且產能相當緊張（日本汽車行業消耗）。
    3、TPE  熱塑性彈性體
    國內一般叫“TPE”材料，基本上屬于苯乙烯類熱塑性彈性體。
    苯乙烯類TPE（國外稱TPS），為丁二烯或異戊二烯與苯乙烯嵌段型的共聚物，性能接近SBR橡膠。
    優點：具有橡膠的高彈性，又具有可注塑加工的特征；環保無毒安全，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。
    缺點：SBS 和SIS的最大問題是耐熱性差，使用溫度一般不能超過80℃。同時，其強伸性、耐候性、耐油性、耐磨性等也都無法同橡膠相比。
    近年來美歐等國對它進行了一系列性能改進，先后出現了SBS和SIS 經飽和加氫的SEBS 和SEPS。SEBS(以BR加氫作軟鏈段)和SEPS(以IR加氫作軟鏈段)可使抗沖強度大幅度提高，耐天侯性和耐熱老化性也好。
    苯乙烯類熱塑性彈性體種類與組成
    改性TPE（SEBS/ SEPS）的特點：
    改性后的TPE耐溫可以到110℃，Vo阻燃、無鹵阻燃系列的SEBS/ SEPS改性TPE因其拉伸效好、表面光滑，目前在蘋果耳機線等應用上較為常見，主要生產廠家來自臺灣地區，但價格昂貴。
    4. TPR  苯乙烯類彈性體：
    熱塑性橡膠（英文為Thermoplastic Rubber-TPR）；
    TPR最初是美國人首先起出來的，當時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）；并應用在PP和EPDM的簡單共混物上的，后來AES公司的PP/EPDM型TPV(初期叫TPR后來改稱TPV)也沿用了這一名稱，再后來這一名稱可能是臺灣人叫開了，并在大陸流行。
    不管國外怎么稱呼，目前中國國內TPR與苯乙烯類TPE屬于同一個概念，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，即在國內TPE=苯乙烯類TPE。
    但是，因為歷史和翻譯問題，TPV（熱塑性動態硫化橡膠）的中文簡稱為熱塑性橡膠（英文Thermoplastic Rubber），即TPR。這也就是我們不和客戶說我們的材料PP/EPDM型TPV叫TPR，因為這樣一說有的客戶以為是苯乙烯類彈性體，那如果是SBS基料的，價格比TPV低的多了。
    5. TPU 聚氨酯類熱 塑性彈性體
    聚氨酯類TPE系由與異氰酸酯反應的氨酯硬鏈段與聚酯或聚醚軟鏈段相互嵌段結合的熱塑性聚氨酯橡膠，簡稱TPU。
    優點：TPU具有優異的機械強度、耐磨性、耐油性和耐屈撓性，特別是耐磨性最為突出；耐溫：-30-120℃。
    缺點：耐熱性、耐熱水性、耐壓縮性較差，外觀易變黃，易粘模具，加工工藝要求精準，加工成本高。
    3.結論
    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，為統一起見，都以TPE或熱塑性彈性體稱之。
    （1）TPE=TPR，是所有熱塑性彈性體和熱塑性橡膠的總稱，在中國代表苯乙烯類彈性體；
    （2）美國、中國臺灣等地區的對苯乙烯類彈性體TPE(SBS、SEBS、SIS基體)和動態硫化橡膠TPV（EPDM+PP-X）不分類，統稱TPR。
    （3）EPDM+PP的彈性體屬于聚烯烴彈性體，即TPV和TPO是同樣的概念；
    （4）聚烯烴彈性體TPV/TPO區別：a、共同點：TPO、TPV都是由EPDM（聚烯烴彈性體）+PP。b、不同點：TPO-聚烯烴熱塑性彈性體；TPV-動態硫化熱塑性彈性體橡膠; TPO屬于簡單物理共混物（部分硫化，交聯程度低），TPV是完全硫化（動態微米級別的鑲段式完全硫化，交聯程度非常高）。
    （5）TPU：耐磨，拉伸大；彈性差，不耐酸堿、油。 TPV：耐酸堿、油、耐氣候、耐高溫，抗紫外、彈性最好；拉伸差。 TPE/TPR：各種性能都很平庸，單價價格最便宜。
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