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热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer-TPE)亦称热塑性橡胶(Thermoplastic Rubber-TPR)是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性之材料,热塑性弹性体具有多种可能的结构,最根本的一条是需要有至少两个互相分散的聚合物相,在正常使用温度下,一相为流体(使温度高于它的Tg─玻璃化温度),另一相为固体(使温度低于它的Tg或等于Tg),并且两相之间存在相互作用。即在常温下显示橡胶弹性,高温下又能塑化成型的高分子材料,具有类似于橡胶的力学性能及使用性能、又能按热塑性塑料进行加工和回收,它在塑料和橡胶之间架起了一座桥梁。因此,热塑性弹性体可象热塑性塑料那样快速、有效的、经济的加工橡胶制品。就加工而言,它是一种塑料;就性质而言,它又是一种橡胶。热可塑性弹性体有许多优于热固性橡胶的特点。
TPE热塑性弹性体按照其基材和共混方法可分为以下主要几类:TPS、TPO、TPU、TPEE、TPVC等几大类
1、TPS-苯乙烯类TPE(SBS、SIS、SEBS、SEPS):为丁二烯或异戊二烯与苯乙烯嵌段型的共聚物,其性能最接近SBR橡胶,约占全部TPE一半左右。
2、TPO-聚烯烃热塑性弹性体ThermoplasticPolyolefin:烯烃类TPE系以PP为硬链段和EPDM为软链段的共混物,简称TPO。由于它比其它TPE的比重轻(仅为0.88),耐热性高达100℃,耐天侯性和耐臭氧性也好,因而成为TPE中又一发展很快的品种。TPV-动态硫化热塑性弹性体:1973年出现了动态部分硫化的TPO,特别是在1981年美国Mansanto公司开发成功以Santoprere命名的完全动态硫化型的TPO之后,性能又大为改观,最高温度可达120℃。这种动态硫化型的TPO简称为TPV,是ThermoplasticVulcanizate的简称,主要是对TPO中的PP与EPDM混合物在熔融共混时,加入能使其硫化的交联剂,利用密炼机、螺杆机等机械高度剪切的力量,使完全硫化的微细EPDM交联橡胶的粒子,充分分散在PP基体之中。
3、TPU-聚氨酯热塑性弹性体Thermoplasticpolyurethaneelastomer:聚氨酯热塑性弹性体又称热塑性聚氨酯橡胶,简称TPU,是一种(AB)n型嵌段线性聚合物,A为高分子量(1000-6000)的聚酯或聚醚,B为含2-12直链碳原子的二醇,AB链段间化学结构是用二异氰酸酯,通常是二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)连接。热塑性聚氨酯橡胶靠分子间氢键交联或大分子链间轻度交联,随着温度的升高或降低,这两种交联结构具有可逆性。在熔融状态或溶液状态分子间力减弱,而冷却或溶剂挥发之后又有强的分子间力连接在一起,恢复原有固体的性能。
4、TPVC-聚氯乙烯热塑性弹性体,是Polyvinylchloridebasedthermoplastic的简称。分为热塑性PVC和热塑性CPE两大类,前者称为TPVC,后者称为TCPE。TPVC主要是PVC的弹性化改质物,又分为化学聚合和机械共混两种形式。化学聚合可通过下面四种方式制取:1)高聚合度纯PVC(HPVC);2)部分交联PVC;3)离子交联PVC;4)特殊共聚PVC。机械共混主要是部分交联NBR混入PVC中形成的共混物(PVC/NBR)。TPVC实际说来不过是软PVC树脂的延伸物,只是因为压缩变形得到很大改善,从而形成了类橡胶状的PVC。这种TPVC可视为PVC的改性品和橡胶的代用品,主要用其制造胶管、胶板、胶布及部分胶件。
5、TPEE-热塑性聚酯弹性体Thermoplasticpolyesterelastomer,是PET与聚醚的共聚物以杜邦公司Hytrel为代表,虽然Hytrel在1972年就已工业化,但其应用的发展势头远远不如TPV。由于价格高,也限制它在一般用途的使用,大多用于要求苛刻的高端制品。
6、二烯类热塑性弹性体(TPB、TPI)二烯类TPE主要为天然橡胶(C5H8)n的同分异构体,故又称之热塑性反式天然橡胶(TNR)。早在400年前,人们作为天然橡胶即发现了这种材料,但因其产自于与三叶橡胶树不同的古塔波和巴拉塔等野生树上,因而称为古塔波橡胶、巴拉塔橡胶。这种T—NR用作海底电缆和高尔夫球皮等虽已有100余年历史,但因呈热塑性状态,结晶性强,可供量有限,用途长期未能扩展。
TPE弹性体具有优越的物理、化学性能且易于加工,同时,该产品还具有无毒、无污染并可回收二次加工的环保优势。因此,在众多工业领域被广泛应用,如:玩具、运动器材、鞋材、文具、五金、电动工具、通讯、电子产品、食品和饮料包装、家用电器、厨房用品、医疗器械、汽车、建筑工程、电线电缆等。
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