热塑性弹性体的介绍及应用范围

2019-05-10 00:00

热塑性弹性体,简称TPE或TPR,是Thermoplastic rubber的缩写。是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。热塑性弹性体的结构特点是由化学键组成不同的树脂段和橡胶段,树脂段凭借链间作用力形成物理交联点,橡胶段是高弹性链段,贡献弹性。塑料段的物理交联随温度的变化而呈可逆变化,显示了热塑性弹性体的塑料加工特性。因此,热塑性弹性体具有硫化橡胶的物理机械性能和热塑性塑料的工艺加工性能,是介于橡胶与树脂之间的一种新型高分子材料,常被人们称为第三代橡胶。

自从1958 年Bayer公司首次制备出热塑性聚氨酯( TPU) 以来,TPE就得到了迅速发展,尤其是1963年苯乙烯类热塑性弹性体问世以后,关于热塑性弹性体的制备理论逐步得到完善,应用领域进一步扩大。

热塑性弹性体是介于橡胶与树脂之间的一种新型高分子材料,不仅可以取代部分橡胶,还能使塑料得到改性。热塑性弹性体所具有的橡胶与塑料的双重性能和宽广的特性,使之在橡胶工业中广泛用于制造胶鞋、胶布等日用制品和胶管、胶带、胶条、胶板、胶件以及胶粘剂等各种工业用品。同时,热塑性弹性体还可代替橡胶大量用在PVC、PE、PP、PS等通用热塑性树脂甚至PU、PA、CA等工程塑料的改性上面,使塑料工业也出现了崭新的局面。

热塑性弹性体可概括为通用TPE和工程TPE两个类型,目前己发展到l0大类30多个品种。从1938年德国Bayer最早发现聚氨酯类TPE,1963年和1965年美国Phillips和Shell,开发出苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段聚合物TPE,到70年代美欧日各国开始批量生产烯烃类TPE以来,技术不断创新,新的TPE品种不断涌现,构成了当今TPE的庞大体系,使橡胶工业与塑料工业结合联姻大大向前迈进了一步。 世界上已工业化生产的TPE有:苯乙烯类(SBS、SIS、SEBS、SEPS)、烯烃类(TP0、TPV)、双烯类(TPB、TPI)、氯乙烯类(TPVC、TCPE)、氨酯类(TPU)、酯类(TPEE)、酰胺类(TPAE)、有机氟类(TPF)、有机硅类和乙烯类等,几乎涵盖了现在合成橡胶与合成树脂的所有领域。

热塑性弹性体具有硫化橡胶的物理机械性能和软质塑料的工艺加工性能。由于不需再像橡胶那样经过热硫化,因而使用简单的塑料加工机械即可很容易地制成最终产品。它的这一特点,使橡胶工业生产流程缩短了l/4,节约能耗25%~40%,提高效率10~20倍,堪称橡胶工业又一次材料和工艺技术革命。

制造加工热塑性弹性体的主要两种方法是挤塑和注塑成型,模塑成型用得极少。通过注塑成型来制造加工热塑性弹性体,既快速又经济。用于一般热塑性塑料的注塑成型方法和设备均适用于热塑性弹性体。

热塑性弹性体还可通过吹塑、热成型以及热焊接进行加工。而这些方法均不能应用于热固性橡胶制品。

热塑性弹性体在加工应用上有以下特点:

1、可用标准的热塑性塑料加工设备和工艺进行加工成型,如挤出、注射、吹塑等。

2、不需硫化,可制备生产橡胶制品,减少硫化工序,节约投资,能耗低,工艺简单、加工周期缩短,生产效率提高,加工费用低。

3、边角废料可回收使用,节省资源,也对环境保护有利。

4、由于在高温下易软化,所制产品的使用温度有一定限制。