6686体育TPE 材料的特点是什么?

2023-12-28 09:31:25
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  6686体育TPE 材料的特点是什么?TPE原料,一般指的是以热塑性丁苯橡胶SEBS,SBS为基材,添加其他必要的无机、有机及高分子组分共混,经过设备搅拌混合、螺杆挤出、切粒冷却制得的具有橡胶弹性特性的颗粒原材料,TPE原料实际上属于高分子复合材料,其初始形状为颗粒状。

  一般TPE原料厂家,习惯将SBS基材改性的材料称TPR,而将SEBS改性的材料称TPE.但目前亚洲一些地区如香港和台湾习惯性叫法是TPR,而不论是SEBS还是SBS基材。

  若从热塑性弹性体(TPE)的定义去理解,TPE原料可涵盖更多不同聚合单体或共混基材的TPE品种。本文主要讲解SEBS、SBS基材的TPE原料。

  表面光泽:SBS基材的TPE(一般称TPR)外观为高光亮的粒子,而SEBS基材的TPE则为亚面的颗粒。

  透明度及颜色:外观为透明或不透明的粒子。不透明实色的粒子底色为白色,不同的配混体系,颜色略有差异。

  粒子形状:最初生产厂做出来的TPE粒子为切粒状(圆柱条形),目前出于对产品外观质量的考虑,厂商优化生产切粒设备,做出来的粒子以圆粒为主,看起来产品更高档。

  作为弹性体材料,硬度是其最基本最重要的物性参数。它决定了材料的使用属性,不同的制品,对TPE材料硬度要求不同。

  最常见的硬度范围是10~95A(Shore),硬度高于95A,一般以D来表示。以邵氏D表示的TPE原料,其硬度范围大概在40~60D. 关于邵氏硬度A与D的换算,有如下三种近似的换算关系如下:

  笔者认为第二种算法相对简单,并且实际案例中比较常用。如果用户对硬度要求比较精准,建议还是采用相应的硬度计去测量样板的实际硬度。

  另外基于SEBS的TPR(TPE),可以提供硬度低于10A的超软TPE,通常硬度单位以C或OO表示。这类超软TPE在一些,娃,医用教学模型,减震座垫产品上有着广泛的应用。

  不同硬度范围的TPE材料,应采用相应的邵氏硬度计(ShoreA,D,C,见下图,从上至下依次为邵氏C,D,A三种硬度计,区别在于压针的形状,C表为弧形面压头,D表为锐利针状,A表比较钝的压针)来测量。但实际上多数情况下,TPE原料的硬度,主要以邵氏硬度计A来度量。以邵氏硬度A表来测试TPE原料样板硬度,样板的厚度一般在6.5mm左右,邵氏硬度计A的针头刺入样板的极限深度为2.5mm。样板偏薄,测出的材料硬度可能偏硬,样板偏厚,测出的材料硬度偏软。

  测量硬度初时,TPE原料能承受较大的压力,但随着时间的推移,因发生蠕变和松弛而会屈服。在读取硬度计的数值时,可以即时读取,也可在某一段特定延迟时间之后读取,通常是在 5 至 10 秒之后读取。另外读取硬度数据时,采用及时读数比延时读数,数值一般偏高。

  熟悉TPE原料的朋友都比较了解,TPE原料有着广泛的应用市场。这除源于其具有广泛可调整的硬度范围外,还归结于TPE原料具有很多功能特性,现分享如下:

  TPE原料触感柔软,并且同时具有良好的包覆性,包覆性指的是TPE原料可以与多数硬塑料复合注塑成型为一整体,赋予产品以软触感。日常生活中的牙刷,运动器材,美容器材,电动工具,箱包配件,各种脚轮,电子产品,智能穿戴等,都系采用TPE包覆成型。另外如线缆线材,等,均优异的展现了TPE的柔触感。

  TPE具有橡胶弹性,具备减震及防滑等功能性。很多脚垫,座垫,防滑垫,鞋底等,均采用TPE为原材料。

  TPE原料具有优良的回弹性。可用作密封,如密封条,密封圈等,其高弹性也可用于健身器材,医疗器械,如医用止血带,拉力器拉力带,瑜伽健身带。

  b 耐化学性:耐溶剂性一般,有较强的耐水解性及耐醇溶剂;不耐酸碱及有机溶剂以及机油润滑油等。

  d 环保特性:TPE原料是优良等级的高分子材料,符合ROHS,REACH(SVHC),EN71,不含PAHS、NP、BPA、邻苯二甲酸酯及盐。

  (2)试验概要:使试验材料保持垂直,以20度的角度对着燃烧器的火焰燃烧15秒,间隔15秒后再燃烧,以此重复5次,调查试验材料的燃烧程度。

  (3)判定基准:①用火焰燃烧不超过60秒。②表示旗25%以上未烧损。③掉落物未使底部的外科用绵燃烧。

  除基本特性如软触感、止滑减震、包覆性、耐磨等基本特性外。有经验的TPE厂商可以针对不用客户的特殊要求,提供量体裁衣的TPE原料定制化服务。通过改性定制,可以提供如下特殊性能TPE原料解决方案:

  阻燃、抗UV、低VOC、低气味、高回弹、低永久变形、阻尼、医疗级、食品接触级、抗静电、抗菌、镭雕、金属质感等等。

  a 最有效的办法是用户提供OK样板给到供应商。供应商根据样板,分析其性能要求,提供相应的TPE原料牌号给到用户试办确认。

  b 一些(国外的)用户,可能不方便或者没有OK样板。这时用户应提供材料物性要求,以及做什么产品,有没有特殊应用要求。供应商只有在详细了解用户的要求后,才能提供适宜的样品给到用户。

  TPE既有橡胶的弹性,也具备来塑料的热塑性,通过不同的加工方式,可以广泛的应用于各行各业。不同的产品所采取的加工成型的方式各不相同。

  即用注塑机注射成型。又分单物料注塑和双(多)物料注塑。单物料注塑。即产品只使用一种材料注塑加工成型。具体注塑温度应视不同的材料特性而有较大差异。双(多)物料注射。可分包胶二次注塑(一次注塑胶件需从模具取出再放到另一套模具去二次成型包胶TPE,TPR)和双色(多色)注塑两类,双色注塑指的是塑胶件不用从模具取出,只需旋转模头,换另一个射料嘴再次注射即可。

  用螺杆塑化,再开合适的口型模,利用压力挤出成需要形状的条状,片状或异型挤出制品。常见的TPE,TPR挤出条制品如家具密封条,封边条,汽车窗密封条,门窗密封条,玻璃密封条等等。

  这类成型方式对TPE的熔体强度要求甚高,目前就绝大多数TPE而言,吹塑成型基本只是一个美丽的谎言,很吸引眼球,却基本没有成熟的应用。

  模仿PVC搪胶工艺,成型TPE,TPR.但由于TPE,TPR的流变性(温度和压力变化对材料流动性的影响)与PVC相差较大,使得TPE,TPR采用搪胶(滚塑)加工仍然不能成熟运作。

  对于上述五种方法,都有各自的优点和缺点,适用于不同产品的TPE。前面两点是目前比较成型的加工方法,基本上所有硬度物性的TPE,TPR都适用。

  若是色母,应注意色母载体树脂的选取,载体树脂的与TPE原料的相容性很重要,另外载体树脂的熔点应比TPE原料稍低,熔点最大限度不能高于TPE原料的熔点。

  对于SEBS基材的TPE,若硬度较高(50A以上),可采用PP作为载体树脂,低硬度TPE,可采用LDPE或EVA为载体树脂。

  对于SBS基材的TPR,若硬度较高若硬度较高(50A以上),可采用PS作为载体树脂,低硬度TPR,可采用EVA为载体树脂。

  日用制品、厨具餐具、家居制品、婴儿用品、线材线缆、箱包配件,运动体育用品、医疗器械、玩具制品等等。

  b若涵盖其他聚合单体或共混基材的TPE,则TPE原料的应用领域更为宽泛,可适用于航空配件、军用制品、工业零配件等等

  运动用品:高尔夫球杆、各种球拍、脚踏车、滑雪器材、滑水器材等,潜水器材蛙鞋、蛙镜、呼吸管、手电筒等、刹车块、运动护垫。

  日常用品:手把类(刀具、梳子、剪刀、手提箱、牙刷柄)、 脚踏垫(屋内外用)、餐桌垫、瓶盖内衬、背包底座及其他橡胶制品。

  汽车零件:汽车挡泥板、排挡罩、门窗封条、垫片、方向盘、防尘套、脚踏板、投射灯外壳、机车(脚踏车)手把。

  TPE原料作为改性弹性体合金,更兼定制化特性,决定了原材料价格成本不是较固定的。不过对于常规的TPE原材料而言,其成本主要取决于SEBS(SBS),增强塑料,操作油,组分含量较大的助剂的市场价格波动。通用的TPE原料价格较为透明。而对于特殊定制类TPE原料,由于市场上相对稀缺,技术壁垒存在,故价格较为高昂。

  2.生产效率大幅提高。可直接用橡胶注塑机硫化,时间由原来的20min左右,缩短到1min以内;由于需要的硫化时间很短,因此已可用挤出机直接硫化,生产效率大幅提高。

  3.易于回收利用,降低成本。生产过程中产生的废料(逸出毛边、挤出废胶)和.终出现的废品,可以直接返回再利用;用过的TPE旧品可以简单再生之后回收利用,减少环境污染,扩大再生资源来源。

  4.节能。热塑性弹性体大多不需要硫化或硫化时间很短,可以有效节约能源。以高压软管生产能耗为例:橡胶为188MJ/kg,TPE为144MJ/kg,可节能达25%以上。

  6.可用于塑料的增强、增韧改性。自补强性大,配方简化,配合剂对聚合物的影响制约小,质量性能更易掌握。但TPE的耐热性不如橡胶,随着温度上升而物性下降幅度较大,因而适用范围受到限制。同时,压缩变形、弹性回复、耐久性等同橡胶相比较差,价格上也往往高于同类橡胶。尽管如此,TPE的优点仍十分突出,各种新型的TPE产品也不断开发出来。作为一种节能环保的橡胶新型原料,发展前景十分看好。

  热塑性弹性体(Thermoplastic elastomer,简称TPE)是物理性能介于橡胶和塑料之间的一类高分子材料,它既具有橡胶的弹性,又具有热塑性塑料的易加工性。

  既有和橡胶一样的弹性,又有热可塑性,可以重复回收利用(橡胶是热固性的,不能再生回收利用),所以TPE相对来说比橡胶更环保。

  热塑性弹性体(Thermoplastic elastomer)热塑性弹性体也称热塑性橡胶(Thermoplastic rubber),是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性,在常温显示橡胶高弹性,高温下又能塑化成型的高分子材料。也是继天然橡胶、合成橡胶之后的所谓第三代橡胶,简称TPE或TPR。热塑性弹性体聚合物链的结构特点是由化学组成不同的树脂段(硬段)和橡胶段(软段)构成。硬段的链段间作用力足以形成物理“交联”,软段则是具有较大自由旋转能力的高弹性链段;而软硬段又以适当的次序排列并以适当的方式联接起来。硬段的这种物理交联是可逆的,即在高温下失去约束大分子组成的能力,呈现塑性。降至常温时,这些“交联”又恢复,而起类似硫化橡胶交联点的作用。正是由于这种聚合物链结构特点和交联状态的可逆性,因而热塑性弹性体一方面在常温下显示硫化胶的弹性、强度和形变特性等物理机械性能,可替代一般硫化胶制造某些橡胶制品;另一方面,在高温下硬段会软化或熔化,在加压下呈现塑性流动,显现热塑性塑料的加工特性。

  ◎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。

  热塑性弹性体的这些优缺点6686体育,决定了它门的应用领域,包括在胶鞋、粘合剂、汽车零部件、电线电缆、胶管、涂料、挤出制品、掺合剂等等方面的大量使用,在橡胶制品方面除了不适于制造充气轮胎外,非胎制品已有不少可以取代,如汽车部件、部分橡胶机械制品,此外包括建筑、电绝缘、食品和饮料包装以及医疗卫生等多方面的应用。

  TPE(热塑性弹性体)材料是一种可塑性和弹性相结合的材料,具有优异的弹性和韧性。它可以在温度范围内灵活地改变形状,并且能够在冷却后保持原有形状。此外,TPE材料还具有耐磨、耐油、耐水和耐化学品等特点,因此常被用于制造橡胶制品、医疗器械、运动器材和电子产品等。

  TPE英文全称Thermo-Plastic Elastomer,意思是热塑性弹性体。TPE可以用在日用品行业的案例非常之多:

  折叠切菜板、折叠垃圾桶、折叠足浴盆、折叠菜篮、驱蚊手环、折叠浴盆、搓澡巾、防臭地漏、洗手液手环、按摩器、马桶刷头等等。

  在健身器材领域的案例有:拉力管、拉力带、阻力带、O型握力器、R型握力器包胶、跳绳手柄包胶、8字拉力器、瑜伽垫、指压板、脚蹼等等。

  TPE还广泛应用到了各种包胶制品,常见的TPE可以和PS,PP,ABS,PA等几种硬塑胶实现包覆成型。主要案例有:工具手柄包胶、牙刷手柄包胶、美容梳手柄包胶、美工刀手柄包胶、滑板车手柄包胶、剃须刀手柄包胶、儿童餐具手柄包胶等等各种。

  TPE与PC物料复合注塑,主要应用于厨具餐具手柄,电动电钻工具手柄,电器产品配件等等。TPE软胶可通过配方改性来调整硬度,用于包胶PC的 TPE软胶,一般硬度范围在ShoreA30~80度,其中以硬度60度左右最为常见。TPE与PC的复合注塑包覆成型,一般采用双色注塑机或者普 通注塑机(需开两套模具,一套模具注塑PC制件,另一套模具用于将TPE软胶包覆成型到PC表面,先注塑PC制件,再将TPE注塑粘射到PC件表面) 等设备来完成。

  TPE还可以用于婴童用品、汽车配件、厨房用品、电子配件、文教用品、潜水器材、玩具、、劳保用品。因为它具有的环保性能,耐候性能,手感舒适性特点,都让它正在很多领域替代PVC和传统橡胶以及硅橡胶。更具体一点,TPE热塑性弹性体可以应用到这些行业:

  日常用品:手把类(刀具、梳子、剪刀、手提箱6686体育、牙刷柄等)、脚踏垫、冰格、餐桌垫、瓶盖内衬6686体育、背包底座及其他橡塑制品等。

  体育器材:手把(高尔夫球、名种球拍、脚踏车、滑雪器材、滑冰器材等)、潜水器材(蛙鞋蛙镜、呼吸管、手电筒等)、刹车块、运动护垫等。

  汽车配件:汽车挡泥板、排挡罩、汽车密封条、垫片、方向盘、防尘套、脚踏板、手柄、方向盘、防尘罩等。

  医疗器材:吸球、仪器手把、轮子、束带、容器、垫圈、防毒面罩、医疗管、冼耳球等及相关医疗用品。

  园林工具:手板锯、高枝剪、锹、铲修技剪、整篱剪、园林锯、园林剪刀、草耙、钢叉修枝剪、花具、雪铲、草剪等手柄包胶。

  热塑性弹性体(Thermoplastic elastomer,TPE),是一种在常温下显示硫化橡胶的高弹性,而高温下又像热塑性塑料一样易于加工成型,兼具硫化橡胶和热塑性塑料特性的聚合物材料。由于TPE的这种特殊性能,TPE又被称作“第三代橡胶”。由于不需要硫化、成型加工简单,与传统硫化橡胶相比,TPE的工业生产流程缩短了1/4,节约能耗达25%~40%,效率提高了10~20倍,堪称橡胶工业的又一次技术革命。并且TPE能够多次加工和回收利用,可节约合成高分子材料所需的石油资源,减少环境污染。[1]

  [1]韩吉彬,陈文泉,张世甲,王媛,郭华,韩丽丽,田洪池.热塑性弹性体的研究与进展[J].弹性体,2020,30(03):70-77.

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