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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2024-11-22 08:45
熱塑性聚酯彈性體(TPC-ET)又稱(chēng)聚酯橡膠(或TPEE),是一類(lèi)含有PBT(聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)聚酯硬段和脂肪族聚酯或聚醚軟段的線(xiàn)型嵌段共聚物,兼具橡膠優(yōu)良的彈性和熱塑性塑料的易加工性,軟硬度可調(diào),設(shè)計(jì)自由,是熱塑性彈性體中倍受關(guān)注的新品種。
一、反應(yīng)原理
TPEE主要由對(duì)苯二甲酸、BDO、PTMGE通過(guò)酯交換反應(yīng),縮聚反應(yīng)制備。其反應(yīng)方程式如下:

式中:HOOC-R''-COOH 為對(duì)苯二甲酸;HO-R'-OH為1,4-丁二醇、PTMEG等。
二、性能特點(diǎn)
TPEE屬于高性能工程級(jí)彈性體,具有機(jī)械強(qiáng)度高、彈性好、抗沖擊、耐蠕變、耐寒、耐彎曲疲勞性、耐油、耐化學(xué)藥品和溶劑侵蝕等優(yōu)點(diǎn),具有良好的加工性,并可填充、增強(qiáng)及合金化改性,在汽車(chē)零部件、液壓軟管、電纜電線(xiàn)、電子電器、工業(yè)制品、文體用品、生物材料等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
1、力學(xué)性能
通過(guò)對(duì)軟硬段比例的調(diào)節(jié),TPEE的硬度可以從邵氏D32到D80變化,其彈性和強(qiáng)度介于橡膠和塑料之間。與其他熱塑性彈性體(TPE)相比,在低應(yīng)變條件下,TPEE模量比相同硬度的其他TPE高。
當(dāng)以模量為重要的設(shè)計(jì)條件時(shí),用TPEE可縮小制品的橫截面積,減少材料用量。
2、拉伸強(qiáng)度
與聚氨酯彈性體(TPU)相比,TPEE壓縮模量與拉伸模量要高得多,用相同硬度的TPEE和TPU制作同一零件,前者可以承受更大的負(fù)載。在室溫以上,TPEE彎曲模量很高,適宜制作懸臂梁或扭矩型部件,特別適合制作高溫部件。
TPEE低溫柔順性好,低溫缺口沖擊強(qiáng)度優(yōu)于其他TPE,耐磨耗性與TPU相當(dāng)。TPEE具有優(yōu)異的耐疲勞性能,與高彈性特點(diǎn)相結(jié)合,使該材料成為多次循環(huán)負(fù)載使用條件下的理想材料,適宜制作齒輪、膠輥、撓性聯(lián)軸節(jié)、皮帶等。
3、耐熱性能
TPEE具有優(yōu)異的耐熱性能,硬度越高,耐熱性越好。TPEE的使用溫度非常高,能適應(yīng)汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)上的烘漆溫度(150-160℃),并且它在高溫下機(jī)械性能損失小。在120℃以上使用,TPEE拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于TPU。
此外,TPEE還具有出色的耐低溫性能。TPEE脆點(diǎn)低于-70℃,并且硬度越低,耐寒性越好,大部分TPEE可在-40℃下長(zhǎng)期使用。由于在高、低溫時(shí)表現(xiàn)出的均衡性能,TPEE的工作溫度范圍非常寬,可在-70-200℃使用。
4、耐化學(xué)介質(zhì)性
TPEE具有極好的耐油性,在室溫下能耐大多數(shù)極性液體化學(xué)介質(zhì)(如酸、堿、胺及二醇類(lèi)化合物),其耐化學(xué)品的能力隨其硬度的提高而提高。
TPEE對(duì)大多數(shù)有機(jī)溶劑、燃料及氣體的抗溶脹性能和抗?jié)B透性能較好,對(duì)燃油滲透性?xún)H為氯丁膠、氯磺化聚乙烯、丁腈膠等耐油橡膠的1/3-1/300。
5、耐候性、耐老化性
TPEE在水霧、臭氧、室外大氣等各種外界條件下,化學(xué)穩(wěn)定性?xún)?yōu)良。大多數(shù)熱塑性彈性體(TPE)一樣,在紫外光作用下會(huì)發(fā)生降解(310nm以下的紫外光是降解的一個(gè)主要因素);
因此對(duì)于室外應(yīng)用或制品受陽(yáng)光照射的條件,配方中應(yīng)添加紫外光防護(hù)助劑,其中包括炭黑和各種顏料或其他屏蔽材料,酚類(lèi)防老劑和苯并三唑型紫外光屏蔽劑并用,能夠有效地起到防紫外光老化。
6、高回彈性
將TPEE材料應(yīng)用到彈簧中,可使彈簧具有很長(zhǎng)的使用壽命,能夠幫助火車(chē)很平穩(wěn)地啟動(dòng)、加速、減速以及停止等。和金屬?gòu)椈伤煌氖?,它不?huì)生銹、也不會(huì)在自然環(huán)境條件下發(fā)生惡化、或者造成彈性破裂和損失等。而與橡膠材料相比,具有更大的重復(fù)使用性,還能保持很好的彈性。
7、加工成型性
TPEE具有優(yōu)良的熔融穩(wěn)定性和充分的熱塑性,故而具有良好的加工性,可采用各種熱塑性加工工藝進(jìn)行加工,如擠出、注射、吹塑、旋轉(zhuǎn)模塑及熔融澆鑄成型等。
在低剪切速率下,TPEE熔體粘度對(duì)剪切速率不敏感,而在高剪切速率下,熔體粘度隨剪切速率升高而下降。由于TPEE熔體對(duì)溫度十分敏感,在10℃變化范圍內(nèi),其熔融粘度變化幾倍至幾十倍,因此成型時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制溫度。
三、成型加工方法
1、擠出成型
采用特定的單螺桿或雙螺桿擠出機(jī),可將TPEE擠出成型為片材、管材、棒材、纖維、薄膜等形式。
2、注射成型
用注射成型方式可以將TPEE加工成各種形狀和尺寸的制品,因需要一定的塑化和熔融,TPEE更適用于螺桿式的擠出機(jī)。
3.吹塑成型
要求成型樹(shù)脂擁有較高的熔體黏度和熔融強(qiáng)度。
4.其它成型工藝
包括旋轉(zhuǎn)成型和熔融澆鑄工藝成型
四、改性和共混混
TPEE具有良好的柔韌性,熔體穩(wěn)定性高,熔體粘度低,可用于提高塑料高低溫沖擊強(qiáng)度(韌性),柔順性和共混體系兼容性,提供一定彈性。TPEE主要用于改性POM、PBT、PET等,與PVC共混、與PP、聚縮醛和CO-烯烴交替共聚物共混,與其它彈性體共混等。
1、改性POM
要求:兼容性好,熔點(diǎn)接近,改性后能滿(mǎn)足要求。
優(yōu)點(diǎn):加入3-5%,即可得到良好的韌性,TPEE可用于做高要求聚甲醛。TPEE和聚甲醛有良好的兼容性,熔點(diǎn)接近,容易加工。改性聚甲醛具有良好的韌性。可用于制作消音齒輪,汽車(chē)零件等。
2、改性PBT/PET/PA
要求:兼容性好,熔點(diǎn)接近,改性后能滿(mǎn)足要求。
優(yōu)點(diǎn):加入3-5%,即可得到良好的韌性,TPEE可用于做高要求改性。TPEE與PBT/PET/PA有良好的兼容性,熔點(diǎn)接近,容易加工。改性后的產(chǎn)品用于高要求場(chǎng)所。在TPEE和聚酯的共混物中加入擴(kuò)鏈劑,效果會(huì)更好,或用聚碳代替部分聚酯。
3、與PVC共混
要求:改善室溫和低溫柔順性,提高抗曲撓性能。
優(yōu)點(diǎn):TPEE與PVC兼容性好,加入TPEE后,明顯改善了PVC的低溫柔順性,顯著提高了其耐曲撓能力,降低了脆化點(diǎn);提高了耐磨性、抗張強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、硬度及撕裂強(qiáng)度。TPEE含量上升,則脆化溫度和高溫下熱變形隨之而降低,力學(xué)性能如模量、扯斷伸長(zhǎng)率、硬度、耐磨、撕裂強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)模量和沖擊強(qiáng)度等都隨之上升。當(dāng)TPEE含量為75%時(shí),TPEE分散在PVC連續(xù)相中;TPEE含量為85%時(shí),共混物的形態(tài)為兩相連續(xù),有兩個(gè)結(jié)晶相,一個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
五、產(chǎn)品應(yīng)用
1、天線(xiàn)
其優(yōu)異的耐外部環(huán)境,耐臭氧,耐紫外線(xiàn),耐侯性,可以減少信號(hào)接收損失,廣泛應(yīng)用于汽車(chē)天線(xiàn)和手機(jī)天線(xiàn)。
2、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管
TPEE在這一零部件的生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。吹塑成型可以減少部件的數(shù)量和安裝的流程,從而使部件成本小于傳統(tǒng)橡膠方案。
3、傳動(dòng)軸防塵罩
TPEE較氯丁橡膠在防塵罩的應(yīng)用具有重量輕、耐候性佳、可回收等優(yōu)點(diǎn)。
4、安全氣囊殼體
可以達(dá)到以下要求:從-35℃到85℃所需要的剛性,在打開(kāi)時(shí)沒(méi)有爆裂和碎片在打開(kāi)時(shí),能保證系統(tǒng)固定在原位殼體能承受前端的撞擊,15年使用壽命,可以噴涂,且不影響功能。
5、汽車(chē)燃料蒸汽管
優(yōu)異的耐化學(xué)性能和低燃料滲透性。
6、液壓管
TPEE主要用于增強(qiáng)管內(nèi)層,其優(yōu)異的耐油性使其具有近6年的使用壽命,同時(shí)在60-80℃的工作環(huán)境下,可以輕易達(dá)到SAE 100R7標(biāo)準(zhǔn)。
7、充氣管
TPEE優(yōu)異的耐壓性能、極佳的蠕變性能及螺旋回彈性也好于PA11和TPU。
8、氣制動(dòng)管
卡車(chē)通過(guò)氣制動(dòng)管來(lái)進(jìn)行制動(dòng),TPEE制成的氣制動(dòng)管符合ISO 7628標(biāo)準(zhǔn)。
9、堵蓋、密封蓋
具有出色的耐化學(xué)性和耐侯性,使其用于密封汽車(chē)結(jié)構(gòu)件以防止腐蝕,比其他的彈性體有更加優(yōu)秀性能及更長(zhǎng)的使用壽命。
10、齒輪消音齒輪
用于電子器件和玩具的齒輪。比如CD/DVD的滑軌部分、便攜攝像機(jī)的內(nèi)部件。具有良好的形狀穩(wěn)定性,耐磨性和低噪音等性能。
11、電子器件和光纜擠出系列產(chǎn)品
具有良好的耐熱性,彈性,蠕變性能和絕緣性能。應(yīng)用在電纜,機(jī)械手,通訊設(shè)備等方面。
12、其他

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