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热塑性弹性体有些亮点？5000+字帮你回答这种技术问题！
日期：
2019-09-20
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83
热塑性弹性体（TPE）是具有低弹性模量和高韧性的软质热塑性塑料。也称为热塑性橡胶，它们的韧性有时由邵尔A或邵尔D表示，同橡胶表征方式一致。它们的化学结构由热塑性硬链段和弹性软链段组成。与传统橡胶的关键区别在于分子链之间缺乏或只有非常轻微的交联。
TPE-O（或TPO）热塑性弹性体是聚丙烯和EPDM未硫化橡胶颗粒的混合物。由于它具有PP基体，TPE-O呈现半结晶结构。TPE-O基弹性体是目前最大和最具经济效益的TPE之一。热塑性弹性体是1970年进入商品市场的。
通过在PP中混合10%-65%的☟EPDM，可以得到很多不同性能的材料。在添加的混合物低于20%时，我们通常将材料称为改性PP，而添加60%以上EPDM时材料表现出更好的橡胶性能。
PE-O是橡胶的高性价替代品，具有高弹性系数、良好的抗撕裂性、低温下具有柔韧性、良好的表面光洁度、良好的耐化学品性、对UV有很好的稳定性、易于加工、可以着色。
TPE-O基弹性体可用于汽车、建筑和工程行业的各种应用，也可用于家居用品、鞋类和运动服装领域。
图1汽车行业是TPE-O的最大市场，TPE-O通常用于保险杠、扰流板和内饰板。 TPE-O具有足够的刚性，即使在低温下也具有良好的耐冲击性。它也可以涂在与汽车钣金件相同的表面上。
图2TPE-O通常用于制造运动装备，例如鳍、口罩、呼吸管和其他潜水配件。 TPE-O还用于运动鞋，滑雪靴、溜冰鞋、头盔、防护装备以及杆类、球拍、球杆等上的软把手。TPE-S（或TPS）热塑性弹性体，其中“S”是“苯乙烯嵌段共聚物“的缩写，通常TPE-S热塑性弹性体基于SBS、SEBS（参见下面化学成分）。SBS可能拥有最大的市场，用于耐化学品和老化等不太重要的应用。SEBS具有更好的耐热性、力学性能和抗紫外线能力。
TPE-S弹性体自20世纪60年代开始投放市场，TPE-S可以使用各种方法进行加工，如注塑、挤出、吹塑和吹膜。它的一个主要优点是可以使用热塑性塑料的标准加工机械。TPE-S的性能十分优异，其具有良好的耐磨性、低温下柔韧性好、良好的透气性和透湿性、对UV有很好的稳定性、易于加工、比TPE-O更容易着色、与多种热塑性树脂有良好的黏合性。
图 3
图 4
基于TPE-S的弹性体广泛用于各种行业：汽车，日用品，建筑，医疗保健，鞋类，运动服装，电缆和工程。在其中一些产品中，TPE-O也可以是一种选择。
图3“Crocs”卡路驰的经典洞洞鞋、拖鞋、人字拖和橡胶靴通常由SEBS制成。其他鞋类行业的组件，如鞋底、鞋垫和鞋跟，也经常是SBS或SEBS制成的。
图4用于工具、笔、刀和其他夹具的高摩擦软柄通常由TPE-S制成。许多TPS与其他热塑性塑料具有良好的黏合性，因此适用于多组分注塑（如双色模或者三色模）和混合挤出。TPE-V（或TPV）热塑性弹性体，其中“V”代表“硫化”，是聚丙烯和动态硫化（交联）三元乙丙橡胶颗粒的混合物。如果混合物中的橡胶颗粒未交联，则热塑性弹性体是TPE-O。由于TPV弹性体由PP基质组成，因此呈现半结晶结构。
基于TPE-V的技术在1962年获得专利，但在20世纪70年代和80年代才进一步发展。与TPE-O相比，TPE-V具有更好的力学性能、耐化学品性和更高的使用温度。TPE-V广泛应用于汽车行业，用于密封门、波纹管、风管，以及电气和电子行业的户外电缆、连接器和太阳能电池板的配件。在工程、建筑和家电行业，TPE-V被用于各种密封件，例如冰箱和洗衣机门上的密封条。
图⑤ 汽车的门窗密封通常由TPE-V制成，这主要归功于该材料具有优异的耐磨性和耐化学品性、室外耐用性以及在广泛的环境温度下具有的出色的密封性能。
TPE-U或TPU的热塑性聚氨酯是部分结晶的。它以两种不同的变体出现，第一种基于聚酯，第二种基于聚醚。拜耳公司于1940年首先推出了聚氨酯并应用在名为Perlon U的纺织纤维上。
基于聚酯的TPE-U具有优异的力学性能、优异的耐热性和耐矿物油性，而聚醚型具有优异的低温柔韧性和抗水解、抗微生物攻击性。TPE-U可以用可再生原料生产，具有优异的耐磨性、在低温下表现出色、高剪切强度、高弹性、高透明度、良好的耐油性、良好的耐水解性。由于TPE-U与其他材料的优异黏合性而广泛用于鞋底和其他鞋类组件。由于其良好的耐磨性和阻尼能力，也用于车轮和机械部件的胎面。该材料还可以代替橡胶用于挤出管，例如消防软管。
图6 TPU是脚轮紧凑型胎面中的主要材料，可直接注塑到其他塑料或金属轮上。聚酯类热塑性弹性体的缩写通常是TPE-E或TPC-ET，但有时也使用TPE-ET和TEEE。它们都可以被分类为半结晶类。TPE-E的性能十分优异，其具有低温抗冲击性和柔性、优秀的耐疲劳性、良好的声音和振动阻尼、优异的耐油性和耐溶剂性、易于加工等特点。TPE-E被广泛用于汽车行业的波纹管、风管和气囊盖。电气和电子行业将其用于电缆和连接器，也用于运动器材和滑雪靴。图7 “Ghost” 滑雪靴是由Hytrel RS（一种杜邦的生物基TPC-ET）生产的。它由27％的可再生原料组成，但与纯粹由石油基原料制成的具有相同的性质。图8气囊盖由高性能热塑性聚酯弹性体Hytrel DYM制造。该材料在低温（-40℃）和高温（+110℃）下具有出色的柔韧性和高冲击强度。酰氨基热塑性弹性体缩写为TPE-A或PEBA。该材料在结构上类似于聚酯基TPE-E，在聚合物链中具有硬链段和软链段（参见下述化学结构）。该材料可以制成透明制品并具有永久的抗静电性能。由于其使用温度高（＞135℃），TPE-A有时会替代硅橡胶和氟橡胶。TPE-A材料具有良好的耐化学品性、优秀的强度和韧性、良好的弹性恢复能力和阻尼能力、在低温下性能极好、能够在高温下使用。TPE-A制造的产品包括运动鞋、滑雪靴、滑雪护目镜、柔性软管、波纹管、“透气”薄膜、减震产品、“静音齿轮”、传送带以及像导尿管等医疗产品。图9具有“橡胶感”的软质按键是用TPE-A生产的，通常颜色鲜艳。该材料通过多种方法很好地着色，例如，色母粒，色粉和液体着色。还可以用多种方式打印，包括激光打印和“模内装饰”。图10TPE-A经常用于医疗导管。有生物相容性品级，可以消毒。这种材料非常适合挤压成管材，然后用超声波焊接，镜面焊接，感应焊接和高频焊接等多种方法进行焊接。
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