TPE(热塑性弹性体).doc

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1、TPE(热可塑性弹性体)概論一、热塑性弹性体（TPE）的定义热塑性弹性体（thermoplasticelastomer，简记：TPE）是指在常温下具有加硫橡胶的性质（即弹性体的性质），在高温下又可以塑化变形之高分子材料。它可以用塑料的加工机器如注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压延成型、T-Die流延成型等较传统硫化橡胶更为快速的加工方式制造成品，且有质轻（密度低）、环保（可回收、燃烧无毒）、使用寿命长（可较传统橡胶达5~10倍以上）、加工变化度大、制品总成本低等优点。在各行业中，逐渐被广泛使用。TPE有时候也被称

2、作热塑性橡胶（ThermoplasticRubber，TPR），但由其定义而言，应称为TPE较适当。TPE是弹性体，具有加硫橡胶的性质，但却不需要加硫。此外TPE并具有许多介于橡胶与塑料中间的特征。二、橡胶与塑料的基本性质TPE为同时具有橡胶（或弹性体）与塑料之性质的材料，故以下先对橡胶、塑料的基本性质做一简介。弹性体应1力3粘弹性体2塑性体应变图1-1各种物体的应力—应变特性包括橡胶（或弹性体）及塑料的高分子材料，其代表性的物理性质，可由应力—应变的特性看出。图1-1为各种高分子材料的试片，在被拉伸时表现

3、的应力—应变行为。图中箭头则表示试片受到拉伸及放松时，应力—应变的变化。钢铁是伸长率（应变）很小的材料，其应力—应变性质如1所示，是可恢復原狀的完全弹性体。而粘土则是完全的塑性体，如2所示，为完全无法回復。至于高分子物质则兼具弹性体与塑性体的性质，为粘弹性体3的行为，但橡胶（或弹性体）较塑料更接近于完全弹性体。由于多數塑料为粘弹性体，要具体描述热塑性弹性体与一般塑料的区别并不容易，较大的差異为热塑性弹性体在常温下具有高伸长率、高回弹率、低压缩永久变形率、及低脆化温度等特性。另一最大区别是分子结构的差異，由于TP

4、E具有加硫橡胶的性质，表示TPE必定由橡胶成分（即软质段，softsegment）与塑料成分（即硬质段，hardsegment）所构成，软质段具有弹性，而硬质段则在常温时发挥架桥点一般的作用，可防止塑性变形。但当温度上升时，硬质段的塑料成分会熔融，失去作为架桥点的作用，而成为可塑性变形，如同塑料般加工时成型。三、TPE材料的种類：TPE的种類很多。如上所述，TPE含有硬质段及软质段，分類的方法通常是以影响最大的主链分子构造的差異來分几大類，再以软质段、硬质段之分子固定方式之不同细分。可形成软质段的分子包括以下的

5、橡胶：聚丁二烯（BR）、聚異戊二烯（IR）、天然橡胶（NR）、乙烯—丙烯橡胶（EPDM）、丁基橡胶（IIR）、聚異丁烯、聚乙烯—聚丁烯、非结晶性聚乙烯、聚醚、聚酯等。另一方面，形成硬质段的分子可使用以下塑料：聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、间规聚合1,2聚丁二烯、反式1,4聚異戊二系、聚氨酯、聚酯、聚酰胺等。依TPE主链上分子构造的差異，可大分为如图1-2。图1-2.SBSSISTPS（苯乙烯系）SEBS（苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物，SBC）SEPS其它TPO（单纯混掺型）聚烯系TPV（动态加硫型）TPERB（间规聚合

6、1.2BR）聚二烯系TPI（反式聚異戊二烯）TPNR（PP/天然橡胶）氯系TPVC（硬质：PVC，软质：PVC或NBR）TPU系（热塑性聚氨酯）TPEE系（聚醚酯弹性体）工程塑料系TPA系（聚酰胺系）氟素系TPE的另一种分類法，为依巨观构造的差異，分为纯TPE及混掺TPE。纯TPE是指一个分子链中，既有软质段与硬质段的共价结合，在经聚合或缩聚合而成之高分子聚合物；混掺型TPE则是将作为软质段的橡胶成分，与为硬质段的塑料成分，二者混掺制成，以苯乙烯系及氯系TPE为主流，用途逐渐扩大。四、TPE的性能比较表1为主要

7、TPE之各种性能比较。兹再将工业上常用之TPE主要特性作一概括性說明：1.TPU（热塑性聚氨酯）：TPU主要由(1)短链二醇与異氰酸酯反应所得PU作硬质段，（2）长链二醇与異氰酸酯反应所得PU作软质段，二者构成直链狀多嵌段的共聚物即为TPU。TPU主要依其软质段之聚醇分兩大系列：聚醚系及聚酯系，然后可内细分为PTMG、PEG（polyoxyethyleneglycol）、PPG（polyoxypropyleneglycol）、ADP（Adipicester系）、PCL（caprolacton系）、PC（poly

8、carbonate系）等，TPU中软质段的差異，对物性所形成的影响如下：优—性能—劣抗拉强度聚酯系〉聚醚系撕裂强度聚酯系〉聚醚系耐磨耗性聚酯系〉聚醚系耐药品性聚酯系〉聚醚系耐菌性聚酯系〉聚醚系密度ADPPCL>ADP反发挥性PTMG>PCL>ADP耐水性PC>PTMG>PCL>ADP耐热老化性PC>PCL>ADP>PTMG耐油性ADP>PCL>PTM