热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer-TPE)亦称热塑性橡胶(Thermoplastic Rubber-TPR)是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性,在常温下显示橡胶的高弹性,高温下又能塑化成型的高分子材料。
热塑性弹性体具有多种可能的结构,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。
热塑性弹性体可像塑料那样容易加工。就加工而言,它是一种塑料;就性质而言,它又是一种橡胶。热塑性弹性体有许多优于热固性橡胶的特点。
目前国内对热塑性苯乙烯--丁二烯嵌段共聚物称之为SBS
(styrene-butadiene-styren block copolymer)
热塑性异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物称为SIS
(styrene-isoprene block copolymer)
饱和型SBS则称之为SEBS
即Styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer
的缩写,就是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
其它各类热塑性弹性体均以生产厂家的商品名称称之。
我国也采用SBS的代号,表示热塑性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,习惯称为热塑性丁苯橡胶。
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热塑性弹性体(TPE)可概括为通用TPE和工程TPE两个类型,目前已发展出10大种类30多个品种。
目前,TPE以苯乙烯类(TPS)和乙烯类为中心,在世界各地已获得迅速发展。
双烯类TPE和氯乙烯类TPE也成为通用TPE的重要品种。
氨酯类TPU、酯类TPEE、胺类TPAE、有机氟类TPF等则转向以工程应用为主。
TPE之受到业内广泛欢迎,主要是基于以下几个方面:
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20分钟左右,缩短到1分钟以内。
3. 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/kg,TPE为144MJ/kg,可节能达25%以上。
4. 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。
5. 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。
6. 易于回收利用,降低成本。生产过程中所产生的废料(如逸出毛边、挤出废胶)和终出现的废品,可以直接循环再用;用过的TPE旧品可经简单再生之后回收利用。
TPE也有其不足之处。由于TPE的耐热性不如橡胶,随着温度上升而性能的下降幅度较大,适用范围受到限制。
压缩变形、弹性回复、耐久性等均逊于橡胶,价格上也往往高于同类型橡胶。
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。