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tpu熱塑性彈性體TPV、TPE、TPR、TPU、TPO的優缺點及區別!

發布時間:2019.09.24 新聞來源:TPU原料|聚醚TPU料|聚酯TPU|包膠TPU料|阻燃防火電線TPU料|東莞鑫盛高高分子科技有限公司官網 瀏覽次數:
熱塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer)是一種具有橡膠的特性(高彈性、壓縮永久變形等),又具有塑料的加工特征(工藝簡單)的環保低碳性復合材料。

它具有諸多優點:環保無毒安全,硬度范圍廣,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,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。

因歷史和使用習慣等問題,目前國內外熱塑性彈性體尚無統一命名,大部分地區習慣以英文縮寫字母TPE統稱熱塑性彈性體。



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。

2熱塑性彈性體的分類
2.1 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。



熱塑性動態硫化橡膠(TPV)的性能特點包括以下幾個方面(該數據參考道恩北化TPV所提供的11-64A“對應santoprene 101-64”質檢表):







2.2 TPO-聚烯烴熱塑性彈性體(ThermoplasticPolyolefin)

是以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。

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,產能相當緊張(日本汽車行業消耗)。

2.3 熱塑性彈性體TPE

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。

2.4 苯乙烯類彈性體TPR

熱塑性橡膠(英文為Thermoplastic Rubber-TPR);TPR最初是由美國人提出,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ThermoplasticRubber),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低地多了。

2.5 聚氨酯類熱塑性彈性體(簡稱TPU)

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。



熱塑性彈性體性能比較

以上所有定量物性指標均僅供參考。
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