tpe(熱可塑性彈性體)

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1、TPE(熱可塑性彈性體)概論一、熱塑性彈性體（TPE）的定義熱塑性彈性體（thermoplasticelastomer，簡記：TPE）是指在常溫下具有加硫橡膠的性質(zhì)（即彈性體的性質(zhì)），在高溫下又可以塑化變形之高分子材料。它可以用塑料的加工機(jī)器如注塑成型、擠出成型、吹塑成型、壓延成型、T-Die流延成型等較傳統(tǒng)硫化橡膠更為快速的加工方式制造成品，且有質(zhì)輕（密度低）、環(huán)保（可回收、燃燒無毒）、使用壽命長（可較傳統(tǒng)橡膠達(dá)5~10倍以上）、加工變化度大、制品總成本低等優(yōu)點。在各行業(yè)中，逐漸被廣泛使用。TPE有時候

2、也被稱作熱塑性橡膠（ThermoplasticRubber，TPR），但由其定義而言，應(yīng)稱為TPE較適當(dāng)。TPE是彈性體，具有加硫橡膠的性質(zhì)，但卻不需要加硫。此外TPE并具有許多介于橡膠與塑料中間的特征。二、橡膠與塑料的基本性質(zhì)TPE為同時具有橡膠（或彈性體）與塑料之性質(zhì)的材料，故以下先對橡膠、塑料的基本性質(zhì)做一簡介。彈性體應(yīng)1力3粘彈性體2塑性體應(yīng)變圖1-1各種物體的應(yīng)力—應(yīng)變特性包括橡膠（或彈性體）及塑料的高分子材料，其代表性的物理性質(zhì)，可由應(yīng)力—應(yīng)變的特性看出。圖1-1為各種高分子材料的試片，在

3、被拉伸時表現(xiàn)的應(yīng)力—應(yīng)變行為。圖中箭頭則表示試片受到拉伸及放松時，應(yīng)力—應(yīng)變的變化。鋼鐵是伸長率（應(yīng)變）很小的材料，其應(yīng)力—應(yīng)變性質(zhì)如1所示，是可恢復(fù)原狀的完全彈性體。而粘土則是完全的塑性體，如2所示，為完全無法回復(fù)。至于高分子物質(zhì)則兼具彈性體與塑性體的性質(zhì)，為粘彈性體3的行為，但橡膠（或彈性體）較塑料更接近于完全彈性體。由于多數(shù)塑料為粘彈性體，要具體描述熱塑性彈性體與一般塑料的區(qū)別并不容易，較大的差異為熱塑性彈性體在常溫下具有高伸長率、高回彈率、低壓縮永久變形率、及低脆化溫度等特性。另一最大區(qū)別是分子結(jié)

4、構(gòu)的差異，由于TPE具有加硫橡膠的性質(zhì)，表示TPE必定由橡膠成分（即軟質(zhì)段，softsegment）與塑料成分（即硬質(zhì)段，hardsegment）所構(gòu)成，軟質(zhì)段具有彈性，而硬質(zhì)段則在常溫時發(fā)揮架橋點一般的作用，可防止塑性變形。但當(dāng)溫度上升時，硬質(zhì)段的塑料成分會熔融，失去作為架橋點的作用，而成為可塑性變形，如同塑料般加工時成型。三、TPE材料的種類：TPE的種類很多。如上所述，TPE含有硬質(zhì)段及軟質(zhì)段，分類的方法通常是以影響最大的主鏈分子構(gòu)造的差異來分幾大類，再以軟質(zhì)段、硬質(zhì)段之分子固定方式之不同細(xì)分。可形

5、成軟質(zhì)段的分子包括以下的橡膠：聚丁二烯（BR）、聚異戊二烯（IR）、天然橡膠（NR）、乙烯—丙烯橡膠（EPDM）、丁基橡膠（IIR）、聚異丁烯、聚乙烯—聚丁烯、非結(jié)晶性聚乙烯、聚醚、聚酯等。另一方面，形成硬質(zhì)段的分子可使用以下塑料：聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、間規(guī)聚合1,2聚丁二烯、反式1,4聚異戊二系、聚氨酯、聚酯、聚酰胺等。依TPE主鏈上分子構(gòu)造的差異，可大分為如圖1-2。圖1-2.SBSSISTPS（苯乙烯系）SEBS（苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物，SBC）SEPS其它TPO（單純混摻型）聚烯系TPV（動

6、態(tài)加硫型）TPERB（間規(guī)聚合1.2BR）聚二烯系TPI（反式聚異戊二烯）TPNR（PP/天然橡膠）氯系TPVC（硬質(zhì)：PVC，軟質(zhì)：PVC或NBR）TPU系（熱塑性聚氨酯）TPEE系（聚醚酯彈性體）工程塑料系TPA系（聚酰胺系）氟素系TPE的另一種分類法，為依巨觀構(gòu)造的差異，分為純TPE及混摻TPE。純TPE是指一個分子鏈中，既有軟質(zhì)段與硬質(zhì)段的共價結(jié)合，在經(jīng)聚合或縮聚合而成之高分子聚合物；混摻型TPE則是將作為軟質(zhì)段的橡膠成分，與為硬質(zhì)段的塑料成分，二者混摻制成，以苯乙烯系及氯系TPE為主流，用途逐漸

7、擴(kuò)大。四、TPE的性能比較表1為主要TPE之各種性能比較。茲再將工業(yè)上常用之TPE主要特性作一概括性說明：1.TPU（熱塑性聚氨酯）：TPU主要由(1)短鏈二醇與異氰酸酯反應(yīng)所得PU作硬質(zhì)段，（2）長鏈二醇與異氰酸酯反應(yīng)所得PU作軟質(zhì)段，二者構(gòu)成直鏈狀多嵌段的共聚物即為TPU。TPU主要依其軟質(zhì)段之聚醇分兩大系列：聚醚系及聚酯系，然后可內(nèi)細(xì)分為PTMG、PEG（polyoxyethyleneglycol）、PPG（polyoxypropyleneglycol）、ADP（Adipicester系）、PCL（

8、caprolacton系）、PC（polycarbonate系）等，TPU中軟質(zhì)段的差異，對物性所形成的影響如下：優(yōu)—性能—劣抗拉強(qiáng)度聚酯系〉聚醚系撕裂強(qiáng)度聚酯系〉聚醚系耐磨耗性聚酯系〉聚醚系耐藥品性聚酯系〉聚醚系耐菌性聚酯系〉聚醚系密度ADPPCL>ADP反發(fā)揮性PTMG>PCL>ADP耐水性PC>PTMG>PCL>ADP耐熱老化性PC>PCL>ADP>PTMG耐油性ADP>PCL>PTM