在橡塑行业,有一种叫做TPE的材料,也称热塑性弹性体。指的是具有塑料热可塑性同时具有橡胶弹性的一类材料。这类TPE材料实际上包含的种类较多,包含不同的聚合及共混改性方法制成的不同品种的材料,对TPE材料的分类,目前业内并没有一个统计的标准,目前主流的分类方法是,依据聚合单体的类型,或者共混材料主体成分来划分。
TPS热塑性弹性体
一 TPS热塑性弹性体
指的是苯乙烯类热塑性弹性体,按制造合成的方式,可分聚合和共混两种。
1 聚合类TPS
1.1 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物
SBS,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(包含线型及星型两种结构)
SEBS,为SBS氢化共聚物,苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯嵌段共聚物.
SEBS具有饱和的分子链结构,耐老化耐热性等性能优于SBS.
SBS由1963年美国PHILLIPS公司研发成功。1965年美国SHELL公司也推出SBS,并于1974年推出SEBS.品名Kraton.
SBS,SEBS主要生产厂家有美国科腾,西班牙戴纳索,中国台湾台橡,中国台湾李长荣,以及国内岳阳巴陵石化,以及近些年出现的浙江众立等。
1,2 苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物
SIS 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物,SIS比SBS具有更优良的溶剂粘胶性能,更适用于热熔胶涂料改性领域,聚有更好的加工性。
SEPS是SIS氢化后得到的产品。耐老化,拉伸性,耐热性得以增强。
SIS最先由美国SHELL公司(1965年)研发成功,品牌为kraton 。
20世纪80年代,日本kuraray公司研发出氢化级SIS ,即SEPS.目前很多厂商包括国内的企业也陆续推出SEPS产品。
世界范围内,SEPS产品首推kuraray公司的产品,其甚至推出不同聚合分子链单体的聚合物类型,包括SEP,SEPS,SEEPS。
共混类TPS
2 聚合类TPS一般很少直接使用,更多是通过共混后,作为胶料加工成型使用。或者通过做成溶液用于涂料胶黏剂等。
共混TPS,一般指上述共混TPS聚合物,添加操作油,塑料,石粉等共混造粒得到的共混类TPS.这类TPS由于进入门槛较低,目前是主要国内TPE材料厂商所生产经营的门类,但由于技术要求不高,行业竞争也越大。
二 TPU聚氨酯热塑性弹性体
TPU为含聚酯多元醇或聚醚多元醇的软段和含二异氰酸酯或聚脲硬段以及扩链剂共聚合得到的一类弹性体共聚物。硬度从60~97A到50~80D不等,低硬度的TPU具有类似橡胶的弹性,而高硬度的TPU具有类似工程料的强度。各类弹性体中,只有TPU能同时合成具有橡胶和工程料特性的型号。软段类型的不同,决定了TPU不同的特性,包含耐化学,耐黄变,耐水解性。TPU可注塑,挤出,流涎成型,并可用于热熔胶,涂料,胶黏剂。
TPU也可以进行共混改性,与SEBS,PVC,以及塑料POM,.ABS都可以共混。与SEBS,PVC共混可以得到弹性体特质的共混物。
热塑性聚氨酯TPU
三.TPO聚烯烃热塑性弹性体
聚合型TPO,包含茂金属催化,乙烯-丁烯,乙烯-辛烯共聚物POE(R-TPO).以及聚丙烯与橡胶共聚合得到的嵌段TPO.这类聚合型TPO,目前生产技术主要还是国外公司掌握,如利安德巴塞尔,美国埃克森,日本三菱化学等。这类反应型TPO具有优良的机械性,耐化学性,耐冲击韧性及耐候性。TPO在汽车行业及防水卷材用途广泛。
共混型TPO,由聚烯烃与橡胶经过简单机械共混制成。20世纪60年代由美国DuPont和goodrich公司制成该类TPO。这类TPO多为PP+EPDM,PP+POE共混体系。目前国内企业生产的TPO,多为共混型的。
四 TPEE 热塑性聚酯弹性体
是一种含聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物。硬段一般为高硬度结晶性短链聚酯PBT,,软段一般为无定形长链聚醚(如聚丙二醇醚,聚乙二醇醚)或聚酯(如聚己内酯等脂肪族)。不同的软段决定了TPEE的性能用途。TPEE具有优良的机械性,耐屈挠性和韧性,具有良好的耐化学耐油性耐候性,-70~150℃宽泛的使用温度。
TPEE最先由美国杜邦公司生产,目前国内有为数不多的企业在生产。
五 TPV 热塑性动态硫化橡胶
一般指的是PP+EPDM,其中EPDM为硫化后的橡胶微粒呈海岛状分散在PP连续相中。这类TPV,可看做是特殊的共混型TPO.但由于其特殊工艺,把他划分出来。其他商业化的TPV有PVC/NBR,PA/NBR等。TPV因为具有交联结构的橡胶相,其耐化学,耐紫外线,耐热性优于普通TPE.
TPV生产技术门槛较高,国内能真正生产TPV的企业可谓风毛菱角。
TPV热塑性动态硫化橡胶
六 TPAE聚酰胺热塑性弹性体
由高熔点结晶性的聚酰胺硬段和非结晶性的聚酯或聚醚软段缩聚合而成。软段可谓聚乙二醇,聚丙二醇,聚四氢呋喃二元醇等。硬段可选PA6,PA66,PA11,PA12等。商业化的TPAE中,以PA12系列为常见。TPAE具有优良的力学性能,热性能,电性能,耐候性佳。
TPAE价格昂贵,产量及使用量有限,目前金美国(HULS,Dow),瑞士(Emser),法国(Ato)和日本(幽默化学工业公司)有生产。
七 EVA弹性体
乙烯-醋酸乙烯共聚物。醋酸乙烯含量大小决定EVA弹性,与EVA硬度呈反比。EVA可用于薄膜及热熔胶。以及鞋材发泡等。
八 软质聚氯乙烯
聚氯乙烯添加大量的增塑剂后,具有柔软的弹性特质,姑且也把它认为是氯乙烯热塑性弹性体。用于一次性医疗用品以及一些玩具产品,工业品包装等等。
九 其他
如热塑性硅弹性体和热塑性氟弹性体(Thermoplastic-fuloroelastomers)及硫化丙烯酸酯橡胶。其中热塑性氟弹性体是最贵的TPE.
德国Wacker-Chemie和美国Dow Corning公司推出热塑性硅弹性体;日本大金公司推出热塑性氟弹性体,而日本kuraray公司推出丙烯酸酯橡胶。
结语:以上列出的9类材料,从热塑性弹性体的定义来看,均属于热塑性弹性体TPE范畴。而且不同TPE都可以进行共混或化学改性,所衍生的TPE还有很多。随着科技应用的进步,使用环境要求越来越高,对热塑性弹性体的要求也越苛刻,我们有理由相信,尽管低端的热塑性弹性体TPE行业严重内卷,但中高端应用(汽车,医疗,生物基,航天,电子半导体,军工)的热塑性弹性体依然大有可为。
限于篇幅:本文仅简要介绍了下热塑性弹性体TPE的主要类型,后续将会陆续单篇介绍各类热塑性弹性体TPE的主要特性及应用.
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