請教熱塑彈性體和未加工塑料的相同和不同
作者:化工綜合網發布時間:2022-05-31分類:催化劑及助劑瀏覽:96
未加工塑料:就是原料樹脂
半加工塑料:就是添加了助劑但是還沒有成型的樹脂
樹脂一般都是液態的。固化后就是固態了。
熱塑彈性體:
熱塑性彈性體(TPE)兼具熱塑性塑料的重復加工性和橡膠的高彈性等物理機械性能,同時又具有優異的回收再生性,作為一種全新的高分子材料市場迅速發展。盡管熱塑性彈性體市場增速甚猛,但與傳統的橡膠材料相比,用量仍非常有限。隨著新型改性技術的不斷出現與材料性能的不斷提高,熱塑性彈性體必將擁有更加廣闊的市場空間。
Santoprene TPE的柔軟觸感及著色性為辦公用品的設計及外觀帶來革命性的創新。(相片提供Photo Courtesy:AES)
熱塑性彈性體(TPE)兼具熱塑性塑料的重復加工性和橡膠的高彈性等物理機械性能,同時又具有優異的回收再生性,作為一種全新的高分子材料市場迅速發展。盡管熱塑性彈性體市場增速甚猛,但與傳統的橡膠材料相比,用量仍非常有限。隨著新型改性技術的不斷出現與材料性能的不斷提高,熱塑性彈性體必將擁有更加廣闊的市場空間。
性能特點\r
熱塑性彈性體具有非常廣泛的產品適應性。由于熱塑性彈性體特殊的分子結構的可調整性和可控制性,表現出多種優異性能。
物理性能
良好的外觀質感,觸感溫和;易著色,色調均一,穩定;物性可調,為產品設計提供廣闊的創意空間;力學性能可比硫化橡膠,但無須硫化交聯;硬度范圍寬廣,自SHORE-A 0度至SHORE-D 70度可調;耐拉伸性能優異,抗張強度最高可達十幾個Mpa,斷裂伸長率最高可達十倍以上;長期耐溫可超過70℃,低溫環境性能良好,在-60℃下仍能保持良好的撓曲性;良好的電絕緣性及耐電壓特性;突出的防滑性能,耐磨性和耐候性能等。
化學性能
耐一般化學品(水、酸、堿、醇類溶劑);可在溶劑中加工,可短期浸泡于溶劑或油中;無毒性;良好的抗紫外線輻射及抗氧化性能,可使用于戶外環境;粘結性能好,選用合適的膠粘技術可直接與真皮或人造皮革表面牢固粘合。
生產加工
無需硫化,即具有傳統硫化橡膠之特性,節省硫化劑及促進劑等輔助原料;適合注塑成型、壓鑄成型、熱熔和溶解涂層等多種工藝;邊料、馀料和廢料等可完全回收再利用,且不改變性能,減少浪費;簡化加工工藝,節約加工能耗與設備資源;加工周期短,降低生產成本,提高工效;加工設備及工藝簡單,節省生產空間,降低不合格品率;產品無毒,無刺激性氣味,對環境、設備及人員無傷害;加工助劑和配合劑較少,可節省產品質量控制和檢測費用;產品尺寸精度高、質量更易控制;材料比重小,且可調;可直接與PP、ABS等多種塑料摻混而制成特種塑料合金。
一般而言,熱塑性彈性體具有優異的物理、化學性能且易于加工,同時,該產品還具有無毒、無污染并可回收二次加工的環保優勢。
市場前景
目前熱塑性彈性體已發展到十幾個品種,已取代部分天然橡膠、合成橡膠和塑料,廣泛應用于汽車配件(管、帶、墊、板等)、建筑業、制鞋、醫療制品、密封制品、包裝制品、電線電纜、日常生活制品、玩具、運動器材、五金、電動工具、通訊、電子產品、家用電器、粘合劑及高分子材料改性等。其中汽車用熱塑性彈性體是最重要的應用領域,占到三分之一,其次是建筑業、醫用和日用生活制品。
更重要的是,熱塑性彈性體還是引領新產品設計和市場導向的優質材料。其柔軟的質感和可調整的物性、硬度以及適宜多種加工工藝且具有環保性等優勢,為產品設計師提供了巨大的發揮空間,這無疑對創新產品,提升產品價值,引領市場潮流提供了巨大的幫助。
由于TPE優異的再利用性以及聚氯乙烯(PVC)等面對越來越嚴重的環保問題,近來熱塑性彈性體倍受關注,應用顯著增長。例如,隨著美國和歐洲汽車產量的增加,以及中國及亞太地區工業的迅速發展,TPE應用日益擴大。近年來增長強勁的動態硫化熱塑性彈性體(TPV),在汽車制造業市場連續保持年均增長15%以上,作為軟PVC和橡膠的新型高性能材料替代品,具有成本和性能上的雙重優勢。
英國AMI諮詢公司最新報告預測了不同品種熱塑性彈性體在歐洲市場的發展前景。報告中稱,至2008年,歐洲熱塑性彈性體(TPE)市場需求將以年4%的速度繼續增長。研究稱,中/西歐地區2003年TPE市場已超過40萬t,預計2008年將達到50萬t。SBS目前是需求最大的熱塑性彈性體,未來需求將不斷下降。SEBS將作為一種特種聚合物使用,其需求將以年6.5%增速增長,不僅用于替代SBS使用,還用于工業及日用等軟接觸面場合,以及用作防護用途的氣囊蓋板等。
與熱塑性彈性體迅速發展形成鮮明對比的是,橡膠和塑料的全球發展速度已漸漸進入停滯狀態,目前橡膠和塑料的年增長率僅1%和2.4%??梢钥闯?,熱塑性彈性體的發展前景十分看好。
汽車,TPE最重要的市場
汽車是熱塑性彈性體最大的市場,廣泛應用于汽車保險杠、儀表板、擋泥板、空氣導管、軸承、電纜護套、軟管、擋風玻璃密封條、防護罩、防震座墊、管件等。
三元乙丙橡膠/聚丙烯(EPDM/PP)是較早應用于汽車領域的熱塑性彈性體,具有優異的耐候、耐臭氧、耐紫外線及良好的耐高溫、抗沖擊性能,其耐油和耐溶劑性能與通用型氯丁橡膠不相上下,可以用普通熱塑性塑料的加工設備進行加工,具有加工簡便、成本低、可連續生產并可回收利用等優點。目前汽車保險杠是EPDM/PP最具代表性的應用領域。日本超過80%的汽車保險杠采用EPDM/PP制造。
隨著汽車技術不斷進步,要求相關行業的配套技術越來越精密、復雜,扁形電線憑借其眾多的優點被廣泛應用。巴斯夫在北美市場推出一種擠出級Elastollan熱塑性聚氨酯(TPU),用于生產汽車配線用扁形電纜(線),比標準的圓形電纜(線)輕便、節省空間,并且性能和安全性有所提高。傳統的圓形電線容易絞結,在汽車內可以被隱藏放置的空間(例如內頂板)十分有限。而扁形電線可以插在先前被認為不可能放置的地方,如外反射鏡或車身、車篷蓋,為汽車設計留有更大馀地。采用巴斯夫ElastollanTPU擠出系列產品制造的汽車扁形電線耐磨損、抗彎曲和折迭,抗化學反應和微生物反應以及溫度驟變。TPU的熱絕緣性使其具有優異的防潮、耐長時高溫、高濕條件,并且具備良好的電壓強度。
近期市場上還出現了多種替代傳統PVC的汽車裝飾用熱塑性彈性體。盡管這些材料價格較貴,但由于具有低霧化、外觀更佳和回收方便的優點,業者對其前景表示看好。AES是世界領先的熱塑性彈性體供應商,已有超過20年行業經驗。AES作為各種高性能工程TPV的全球領先者,在2005“國際橡塑展”特別推出可著色Santoprene熱塑性硫化膠系列,能夠顯著提高汽車內部裝飾水平,且可滿足當今世界上最嚴格的低霧度要求,并可有效降低新車異味。
日本三井化學集團公司也在研制一種車用新型聚烯烴材料——Milastomer熱塑烯烴彈性材料。Milastomer樹脂結合了聚烯烴的低密度和硫化橡膠的低壓縮變形,不僅可用于汽車氣囊外罩和保險杠,還可用于密封墊片和擋泥板。包括奔馳、寶馬、通用、福特和本田在內的汽車制造商都采用了Milastomer樹脂作為某些車型的內飾材料。
改性應用為市場熱點\r
隨著市場對產品要求不斷提高,以及其他材料領域新技術的不斷推出,熱塑性彈性體作為市場后來者,積極改進性能,提高產品技術含量也成為市場重要的熱點之一。
最近,日本利用原位反應在環氧樹脂中直接制備反應性熱塑性聚氨酯彈性體(TPU),取得了新的成果。據專家介紹,改性試驗所用原料中多元醇為PTMG-650、PTMG-1000、PTMG-2000和PTMG-3000,多異氰酸酯為MDI,環氧樹脂為Epikote828。用TPU改性環氧樹脂后,環氧樹脂用于鋼-鋼粘接,其粘接性能、彎曲性能和韌性都有明顯提高。
納米技術作為一種全新的技術,正在不斷改變著不同材料的性能。納米改性熱塑性彈性體也是市場研究的熱點之一。Basell公司發展出TPO納米復合材料,專供GM汽車公司用于汽車外裝飾件、保險桿與儀表板,其涂裝性、模內涂色性、涂料接著性與涂裝耐久性等加工性能,均與未填充礦物性能相近。這種TPO納米復合材料具有高模數與輕量化(減輕約7%-21%外觀配件之重量),填充礦物量低于5%等特點,所以兼具低溫韌性,適合取代目前所用之較昂貴的工程塑料;在加工方面因為有較寬廣的加工溫度區間,所以可以縮短成型時間且成型壓力較低,外觀缺陷較少。目前Nanocor公司也已經與PolyOne Corporation締結戰略聯盟,由PolyOne Corporation供應濃縮母料商品給廠商自行研發PO或TPO、TPU或SEBS或EVA等產品以供使用。
熱塑性彈性體作為一種優異的熱塑性材料,又兼具高彈性的特點,在自身性能不斷改進的同時,也常常作為許多其他材料改性加工的重要添加材料。例如汽車保險杠使用EPDM/PP就是利用EPDM的彈性對PP進行改性,以獲得優異的抗沖擊性能。
近年來,TPE市場高速發展。新型彈性體材料,如熱塑性彈性體高飽和丁月青橡膠在汽車上的應用已取得長足發展,其在汽車上用量已占汽車橡膠總消耗量的20% - 50%(不包括輪胎)。輪胎作為橡膠消費的主要產品,約占橡膠總消費量的55%。這幾年,中國輪胎工業保持穩定高速增長,特別是子午胎年遞增率在30%以上。輪胎作為橡膠最大的消費者,卻是熱塑性彈性體最難進入的市場。如果熱塑性彈性體能夠完全替代橡膠進入輪胎領域,無疑將為熱塑性彈性體市場帶來革命性的變化。
傳統橡膠輪胎的不足\r
輪胎在汽車各部件中占有十分重要的地位,對汽車的各項行駛性能影響極大。橡膠輪胎在使用過程中暴露出使用壽命短、耐磨性和抗撕裂強度較差等缺點,尤其是載重汽車輪胎,因負重能力有限,經常導致爆胎現象的發生。加之橡膠輪胎的生產設備投資費用很高,而且某些工序需采用手工操作,即使是很高級的成型設備,制造質量和每批產品的質量都不可能完全均勻一致。此外,橡膠輪胎在使用過程中會產生很多廢料,報廢后回收再利用難度很大,容易造成環境污染。這些都成為人們研究開發新型輪胎用膠的主要動力。
熱塑性彈性體輪胎的試制
事實上,對熱塑性彈性體在輪胎領域的應用在20世紀60年代已經開始,并取得了一定的成果。
在1974-1975年,美國空軍飛行動力試驗室曾與Zedron公司合作,對澆注輪胎和活胎面澆注輪胎在美國空軍飛機上使用的可行性進行研究。據透露,該研究采用的材料是熱塑性聚氨酯彈性體(杜邦公司制造,商品名為Hytrel),胎體和胎圈均無補強層材料。動力試驗表明:在6.00-6澆注輪胎、低斷面15×6.00-6澆注輪胎和6.00-6活胎面澆注輪胎等3種試驗輪胎中,后者獲得較好的結果。聚氨酯彈性體與橡膠相比具有更優異的耐磨性能、較高的抗撕裂強度和伸長率且硬度范圍寬。此外它的吸振、減震效果好,負重容量非常大并具有極理想的耐油和耐其他化學藥品性能。
艾美萊泰公司是一家成立于1995年的技術開發公司,該公司在研制聚氨酯輪胎方面作了不少努力。最近,艾美萊公司已經研制出一種特殊的聚氨酯材料,這種材料由多元醇、二苯甲烷二異氰酸酯等成分組成。經試驗證明,固特異公司利用這種材料試制的新一代聚氨酯輪胎,安全性、均勻性和耐磨性均比橡膠輪胎好,而且不易產生胎面剝離和爆胎。
盡管新型輪胎的研制已經開始,并取得了一定的成果,但是尚未能實現商品化。目前聚氨酯輪胎研究中仍然存在一些要解決的問題,如提高聚氨酯輪胎的牽引制動性能、提高耐水解性能、改進載重汽車輪胎的多次注射成型工藝等。在開發聚氨酯輪胎過程中,耐高溫性能是影響聚氨酯輪胎實用化的主要因素?,F在國外研制出由三聚異氰酸酯作原料制得的聚氯酯彈性體耐高溫性能非常好,通??赡?70℃的高溫,最高可達210℃,而且其他物理機械性能如撕裂強度、耐磨性能等都有所提高,因此聚氨酯的耐高溫性能已經基本得到解決。
據固特異公司稱,真正實現聚氨酯輪胎的商業化生產可能還需要幾年的努力,但通過持續的開發研究,聚氨酯輪胎的前景無疑是美好的。
聚氨酯輪胎的研制開發使我們有理由相信,隨著材料性能的不斷改善與提高,其他熱塑性彈性體同樣可能成為輪胎用原料的選擇。
完全替代橡膠的可能性與機會
目前來看,TPE 完全取代橡膠還存在著巨大的障礙。橡膠加工商因為高轉換成本而不愿意在熱塑性彈性體處理技術上進行投資,并且不相信 TPE 優于傳統橡膠。而且,這些加工商在很多傳統市場上都與原始設備制造商保持有長期的合作伙伴關系,這就提高了 TPE 制造商進軍價值12.7億歐元的橡膠市場的門檻。原始設備制造商在整個價值鏈中是最具影響力的參與者,他們在產品使用的原料上具有最終的發言權。只有當原始設備制造商發現主要成本優勢或營銷優勢時,原材料使用的重大轉變才會發生。
呵呵,夠詳細了吧!轉自中國塑料助劑商情網()
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