常見的熱塑性彈性體材料性能特點解析
責任編輯:廣東力塑TPE發(fā)布日期:2016-12-13文章標簽:常見的熱塑性彈性體材料性能特點解析
熱塑性彈性體就是指TPE,是一種兼具橡膠和塑料性能的材料,在常溫下顯示橡膠彈性,在高溫下能夠塑化成型的高分子材料。熱塑性彈性體是彈性體的重要組成部分,接下來中塑對常見的熱塑性彈性體材料性能特點解析!
一、苯乙烯類熱塑性彈性體
苯乙烯類嵌段共聚物型熱塑性彈性體是最早研究的熱塑性彈性體,是目前世界上產(chǎn)量最大、發(fā)展最快的一種熱塑性彈性體。主要包括SBS、氫化SBS(SEBS)、SIS 和氫化SIS 等。
苯乙烯類熱塑性彈性體室溫下的性能與硫化橡膠相似,彈性模量異常高,并且不隨相對分子質(zhì)量變化。
憑借強度高、柔軟、具有橡膠彈性、永久變形小的特點,其在制鞋業(yè)、塑料改性、瀝青改性、防水涂料、液封材料、電線、電纜、汽車部件、醫(yī)療器械部件、家用電器、辦公自動化和膠粘劑等方面具有廣泛的應(yīng)用。
二、聚氨酯類熱塑性彈性體
聚氨酯類熱塑性彈性體(TPU)一般是由平均相對分子質(zhì)量為600~4000 的長鏈多元醇(聚醚或聚酯) 和相對分子質(zhì)量為61~400 的擴鏈劑及多異氰酸酯加成聚合的線性高分子材料。
TPU 大分子主鏈中長鏈多元醇(聚醚或聚酯)構(gòu)成軟段,主要控制其低溫性能、耐溶劑性和耐候性,而擴鏈劑及多異氰酸酯構(gòu)成硬段。由于硬、軟段的配比可以在很大范圍內(nèi)調(diào)整,因此所得到的熱塑性聚氨酯既可以是柔軟的彈性體,又可以是脆性的高模量塑料,也可制成薄膜、纖維,是TPE 中唯一能夠做到的品種。
TPU 具有極好的耐磨性、耐油性和耐寒性,對氧、臭氧和輻射等都有足夠的抵抗能力,同時作為彈性體具有很高的拉伸強度和斷裂伸長率,還兼具壓縮永久變形小、承載能力大等優(yōu)良性能。
TPU已在國民經(jīng)濟的許多領(lǐng)域如制鞋行業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、服裝面料和國防用品等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用,但其缺點是耐老化性差、濕表面摩擦系數(shù)低、容易打滑。而且TPU 具有強極性,在加工過程中,當剪切作用強烈時,內(nèi)部易發(fā)熱,從而發(fā)生降解,其熔體粘度對溫度依賴性強, 較小的溫度變化就能引起其粘度的急劇變化,因而加工溫度范圍窄,再加之成本較高,價格昂貴,進一步限制了TPU 的推廣應(yīng)用。
三、聚烯烴類熱塑性彈性體
聚烯烴類熱塑性彈性體(TPO)主要包括嵌段共聚物、接枝共聚物和共混物3 種類型,其中采用茂金屬催化劑合成的聚烯烴熱塑性彈性體乙烯—辛烯共聚物(POE)和動態(tài)硫化法制備的熱塑性動態(tài)硫化膠是兩種主要的聚烯烴類熱塑性彈性體。
1、聚烯烴熱塑性彈性體乙烯—辛烯共聚物(POE)
茂金屬聚烯烴彈性體乙烯—辛烯共聚物茂金屬催化劑與一般傳統(tǒng)的Ziegler-Natta 催化劑相比,具有理想的單一活性中心,因而能精密控制相對分子質(zhì)量分布、共聚單體含量及其在主鏈上的分布和結(jié)晶結(jié)構(gòu)。合成的聚合物是高立構(gòu)規(guī)整聚合物,相對分子質(zhì)量分布很窄,從而能準確控制聚合物的物理機械性能和加工性能。
采用茂金屬催化劑合成的聚烯烴熱塑性彈性體乙烯—辛烯共聚物(POE)一方面有很窄的分子量和短支鏈分布,因而具有優(yōu)異的物理機械性能(高彈性、高強度、高伸長率)和良好的低溫性能,又由于其分子鏈是飽和的,所含叔碳原子相對較少,因而具有優(yōu)異的耐熱化和抗紫外線性能。
2、動態(tài)硫化法制備的熱塑性動態(tài)硫化膠
熱塑性動態(tài)硫化橡膠采用動態(tài)硫化法制得的熱塑性彈性體稱為熱塑性硫化橡膠(TPV)。
TPV 是熱塑性彈性體(TPE)的一種特殊類型,與具有彈性的嵌段共聚物不同,而是由彈性體—熱塑性聚合物共混物的協(xié)同作用生成,具有比簡單共混物更好的性質(zhì)。
四、聚酰胺類熱塑性彈性體
聚酰胺類熱塑性彈性體(TPEA)是由高熔點結(jié)晶性聚酰胺硬度和非結(jié)晶性聚酯或聚醚軟緞組成。
根據(jù)聚酰胺熱塑性彈性體合成所需的原料, 其合成方法可以分為二元酸法和異氰酸酯法。
采用二元酸法, TPAE 是由端羧基脂肪族聚酰胺嵌段與端羥基聚醚二元醇通過酯化反應(yīng)制備的。異氰酸酯法是以半芳酰胺為硬段, 脂肪族聚酯、聚醚或聚碳酸酯作為軟段。
采用異氰酸酯法, 半芳酰胺硬段是由芳香族二異氰酸酯與二元羧酸反應(yīng)得到的, 而不是由傳統(tǒng)的二元胺與二元酸進行聚合、環(huán)內(nèi)酰胺的開環(huán)聚合或者二元胺與二元酰氯反應(yīng)等方法來制備。與之相比, 前者避免了芳香族二元胺活性較低、芳香族環(huán)內(nèi)酰胺單體很難得到和反應(yīng)釋放出腐蝕性的氯化氫等問題。
常見的熱塑性彈性體就是以上4大類:苯乙烯類熱塑性彈性體、聚氨酯類熱塑性彈性體、聚烯烴類熱塑性彈性體、聚酰胺類熱塑性彈性體。