tpe属于哪种橡胶?
一.苯乙烯热塑性弹性体
苯乙烯TPE又称TPS,是丁二烯或异戊二烯与苯乙烯的嵌段共聚物,性能最接近SBR橡胶。目前,世界TPS产量已达70多万t,约占全部TPE的一半。代表品种为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS),广泛应用于制鞋业,已在很大程度上取代橡胶。同时,其在工业橡胶制品如胶带、橡胶片等方面的应用也在不断扩大。SBS还广泛用作PS塑料的抗冲改性剂,也是沥青路面耐磨、抗裂、抗软、抗滑的优良改性剂。用SBS改性的PS塑料,不仅可以像橡胶一样大大提高抗冲击性,还具有非常好的透明性。与丁苯橡胶和WRP胶粉相比,SBS改性沥青路面更容易溶解在沥青中。所以虽然价格比较贵,但还是被广泛使用。现在防水卷材进一步延伸到建筑屋面、地铁、隧道、地沟的防水防潮。用SBS、S-SBR、NP橡胶制成的海绵,橡胶触感比原来的PVC、EVA塑料海绵更丰富,比硫化橡胶更轻,颜色鲜艳,花纹清晰。因此,它不仅适用于制作胶鞋中的海绵,也是旅游鞋、运动鞋、时装鞋等一次性大底的理想材料。
近年来,异戊二烯取代丁二烯嵌段苯乙烯聚合物(SIS)发展迅速,产量已占TPS的1/3左右,其中约90%用于胶粘剂。SIS制成的热熔胶不仅粘度优越,而且耐热性好。现在在美国、欧洲、日本已经成为热熔胶的主要材料。SBS和SIS最大的问题是不耐热,使用温度一般不能超过80℃。同时它的拉伸强度、耐候性、耐油性、耐磨性都是橡胶无法比拟的。因此,近年来,美国和欧洲等国家对其进行了一系列性能改进,先后出现了SBS和SIS饱和加氢的SEBS和SEPS。SEBS(以BR加氢为软段)和SEPS(以IR加氢为软段)能大幅度提高冲击强度、耐候性和耐热老化性。1984日本三菱化学在SEBS和SEPS的基础上做出了性能更好的混合物,并将这种饱和的TPS命名为“Rubberron”上市。因此,SEBS和SEPS不仅通用,而且是工程塑料的共混材料,以提高耐候性、耐磨性和耐热老化性能,因此迅速发展成为尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC)等工程塑料的增容剂。此外,还开发了许多新品种,如用于环氧树脂的高透明热塑性塑料和用于医疗保健的生物无毒热塑性塑料。
当SBS或SEBS与PP塑料熔融共混时,也可以形成IPN TPS。所谓的IPN,其实是一种具有两个互穿网络的聚合物,所以也叫互穿网络化合物。虽然大部分属于热固性树脂,但也有很多像TPE这样的热塑性弹性体以交叉连续相的形式存在。IPN——SBS或SES与其他工程塑料形成的TPS可以不经预处理直接涂覆。涂层不易划伤,具有一定的耐油性,低温下弹性系数在较宽的温度范围内无变化;工程塑料的耐寒性和耐热性大大提高。苯乙烯化合物也可以通过与橡胶接枝共聚成为热塑性TPE。开发了EPDM/苯乙烯、BR/苯乙烯、CI-IIR/苯乙烯、NP/苯乙烯等。
2.烯烃TPE
烯烃TPE是以PP为硬段,EPDM为软段的共混物,简称TPO。由于其比重比其他TPE轻(只有O.88),耐热性高达100℃,耐候性和耐臭氧性好,成为TPE的又一个快速增长的品种。1972自UniroyaI公司以TPR的商品名首次在美国上市以来,连续多年以两位数增长。2000年产量达到35万吨,预计2002年将达到40万吨。现在,TPO已经成为美、日、欧汽车、家电领域的主要橡塑材料。尤其是在汽车上,已经占到其总量的3/4,用它制作的汽车保险杠基本上已经取代了原来的金属和PU。1973年,出现了动态部分硫化的TPO,特别是美国Mansanto公司在1981年成功研制出以Santoprere命名的全动态硫化TPO后,性能大幅提升,最高温度可达120℃。这种动态硫化TPO简称为TPV。主要是在熔融共混过程中加入一种能硫化TPO中PP和EPDM混合物的交联剂,利用密炼机、螺杆机等机械的高剪切力,使全硫化的精细EPDM交联橡胶颗粒充分分散在PP基体中。通过这种交联橡胶的“粒子效应”,TPO的耐压缩变形性、耐热老化性和耐油性明显提高,甚至达到CR橡胶的水平,所以人们称之为热塑性硫化胶。
3.二烯TPE
二烯TPE主要是天然橡胶的异构体,所以又叫热塑性反式天然橡胶(1-NR)。早在400年前,人们就发现了这种材料为天然橡胶,但由于产于古普塔、巴拉塔等野生树木中,与三叶橡胶树不同,故称古普塔橡胶、巴拉塔橡胶。虽然这种T-NR已经作为海底电缆和高尔夫球蒙皮使用了65,438+000多年,但由于其热塑性状态、强结晶度和有限的供应量,其用途长期没有扩大。
用有机金属催化剂合成的T-NR-反式聚异戊二烯橡胶称为TPI。其微观结构正好与异戊橡胶(IR)相反,99%反式键合,40%结晶度,67℃熔点,与天然Gutap和balata橡胶非常相似。因此,天然产品逐渐被替代,并进一步发展为整形手术器械、石膏替代品和运动防护器材。近年来,TPI凭借其优异的结晶度和温度敏感性被成功开发为形状记忆橡胶材料,受到人们的青睐。
从结构上讲,TPI是由反式结构作为硬段,再与其它任意软段以弹性相态结合而形成的高结晶度的热塑性橡胶。与其他TPE相比,它的优点是机械强度好,耐损伤,可以硫化,但缺点是软化温度很低,一般只有40-70℃,使用受到限制。BR橡胶的异构体(顺式-1,4聚丁二烯)-间同立构1,2聚丁二烯,缩写为TPB。它是90%以上1,2位结合的间同立构聚丁二烯橡胶,商品名为RB。微观结构是由硬段和软段任意软段之间结构相同的结晶部分组成的嵌段聚合物。虽然其耐热性和机械强度不如橡胶,但由于其良好的透明性、耐候性、电绝缘性和光降解性,被广泛应用于鞋、海绵、光学薄膜等工业橡胶制品中。
TPB和TPI最大的区别在于它可以硫化。解决了一般TPE不能用硫磺和过氧化物硫化,而必须用电波、辐射等特殊装置硫化的问题。可以提高品质和改性,从而改善TPE耐热性、耐油性、耐久性差等缺点。TPB可在75-1 10℃的熔点范围内任意加工,可用于生产非硫化注塑拖鞋、休闲鞋,也可用于硫化发泡制造运动鞋、旅游鞋的中底。与EVA海绵中底相比,不易塌陷变形,穿着舒适,有利于提高体育比赛的效果。TPB制作的膜具有良好的透气性、耐水性和透明性,容易被光分解,非常安全,特别适合家庭和蔬菜水果的保鲜包装。
4.氯乙烯热塑性弹性体
分为热塑性PVC和热塑性CPE两大类。前者叫做TPVC,后者叫做TCPE。TPVC主要是PVC的弹性改性,分为化学聚合和机械共混两种形式。机械共混主要是部分交联的丁腈橡胶与聚氯乙烯(PVC/NBR)的共混。TPVC其实只是软质PVC树脂的延伸,只是因为压缩形变大大提高,从而形成了一种类似橡胶的PVC。这种TPVC可以看作是PVC的改性产品,是橡胶的替代品,主要用于制造橡胶软管、橡胶片、胶带和一些橡胶零件。目前70%以上都消耗在汽车领域,比如方向盘、雨刮条等等。其他用途,电线约占75%,建筑防水膜约占10%。近年来,它已经扩展到家用电器、园艺、工业和日常使用的雨衣。
5.聚氨酯TPE
聚氨酯TPE是一种热塑性聚氨酯橡胶,由与异氰酸酯反应的聚氨酯硬段和聚酯或聚醚软段组成。TPU具有优异的机械强度、耐磨性、耐油性和柔韧性,尤其是耐磨性。缺点是耐热性、耐热水性、耐压性差,外观容易发黄,加工过程中容易粘模。目前在欧美主要用于制造滑雪靴、登山鞋等体育用品,大量生产运动鞋、旅游鞋,消耗量很大。TPU还可用于通过注塑和挤出生产汽车、机械、钟表等零部件,广泛用于高压软管(外胶)、纯软管、片材、传动带、传送带、电线电缆、胶带等产品。注塑占40%以上,挤出成型占35%左右。
近年来,为了提高TPU的加工性能,出现了许多新的易加工品种。如果适合双色成型,可以增加透明度,高流动性,高回收,可以提高加工生产效率。用于制造透明橡胶软管的无塑料、低硬度、易加工的TPU。可用作汽车保险杠等大型部件的专用TPU,用玻璃纤维增强,可提高刚性和抗冲击性等。特别是在TPU中加入反应性组分,热塑性成型后,不完全IPN(由交联聚合物和非交联聚合物形成的IPN)迅速发展。这种IPN TPU进一步改善了TPU的物理和机械性能。此外,合金TPU与TPU/PC共混提高了汽车保险杠的安全性能。此外,还有高透湿TPU、导电TPU、TPU等专门用于活体、磁带、安全玻璃等。
6.TPE和PVC的区别
热塑性弹性体是一种新型材料,具有橡胶的高弹性、高强度和高回弹性能。TPE材质手感柔软,耐候性好,不含增塑剂。是一种环保无毒的材料,价格在25-50,000/吨,广泛应用于与人体接触的日用品中。
聚氯乙烯——聚氯乙烯是一种有毒的含氯树脂。在加工过程中加入增塑剂。增塑剂含量越大,材料越软。广泛用于建材和人造革,价格在0.8-1.2万元/吨之间。PVC塑料制品在高温下,如50℃左右,会慢慢分解出氯化氢气体,对人体有害。
与PVC相比,TPE更耐高低温,弹性更好。近年来,环保的呼声越来越高,所以TPE这种节能环保的热塑性弹性体开始在很多领域取代PVC。