热塑性弹性体,英文ThermoplasticElastomer,简称TPE,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。
目前,热塑性弹性体尚无统一的命名,习惯以英文字母缩写语TPR表示热塑性橡胶,TPE表示热塑性弹性体,两者在有关资料著作中均有使用。为统一起见,都以TPE或热塑性弹性体称之。
热塑性弹性体TPE是一种具有橡胶的高弹性,高强度,高回弹性,又具有可注塑加工的特征,环保无毒安全,硬度范围广,有优良的着色性,触感柔软,耐候性,抗疲劳性和耐温性,加工性能优越,无须硫化,可以循环使用降低成本,既可以二次注塑成型,与PP、PE、PC、PS、ABS等基体材料报复粘合,也可以单独成型。
TPE既具有热塑性塑料的加工性能,又具有硫化橡胶的物理性能,可谓是塑料和橡胶优点的优势组合。TPE正在大肆占领原本只属于硫化橡胶的领地。近十余年来,电子电器、通讯与汽车行业的快速发展带动了TPE市场的高速发展。
优点
1.可用一般的热塑性塑料成型机加工,不需要特殊的加工设备。
2.生产效率大幅提高。可直接用橡胶注塑机硫化,时间由原来的20min左右,缩短到1min以内;由于需要的硫化时间很短,因此已可用挤出机直接硫化,生产效率大幅提高。
3.易于回收利用,降低成本。生产过程中产生的废料(逸出毛边、挤出废胶)和最终出现的废品,可以直接返回再利用;用过的TPE旧品可以简单再生之后回收利用,减少环境污染,扩大再生资源来源。
4.节能。热塑性弹性体大多不需要硫化或硫化时间很短,可以有效节约能源。以高压软管生产能耗为例:橡胶为188MJ TPE为144MJ 可节能达25%以上。
5.应用领域更广。由于TPE兼具橡胶和塑料的优点,为橡胶工业开辟了新的应用领域。
6.可用于塑料的增强、增韧改性。自补强性大,配方简化,配合剂对聚合物的影响制约小,质量性能更易掌握。但TPE的耐热性不如橡胶,随着温度上升而物性下降幅度较大,因而适用范围受到限制。同时,压缩变形、弹性回复、耐久性等同橡胶相比较差,价格上也往往高于同类橡胶。尽管如此,TPE的优点仍十分突出,各种新型的TPE产品也不断开发出来。作为一种节能环保的橡胶新型原料,发展前景十分看好。
物理性能:1.良好的外观质感,触感温和,易着色,色调均一,稳定;
2.可调的物性,提供广阔的产品设计空间;
3.力学性能可比硫化橡胶,但无须硫化交联;
4.硬度范围宽阔,自SHORE-A0度至SHORE-D70度可调;
5.耐拉伸性能优异,抗张强度最高可达十几个Mpa,断裂伸长率最高可达十倍以上;
6.长期耐温可超过70'C,低温环境性能良好,在-60'C温度下仍能保持良好的绕曲性;
7.良好的电绝缘性及耐电压特性;
8.具有突出的防滑性能,耐磨性和耐候性能。
化学性能:1.耐一般化学品(水、酸、碱、醇类溶剂);
2.可在溶剂中加工,可短期浸泡于溶剂或油中;
3.无毒性;
4.良好的抗紫外线辐射及抗氧化性能,可适用于户外环境;
5.粘结性能好,选用合宜的胶粘技术可直接与真皮合成或人造皮革表面牢固粘合。