熱塑性彈性體TPR 熱塑性彈性體TPR，TPE（Thermoplastic Elastomer） 是一種具有橡膠的高彈性，高強度，高回彈性，又具有可注塑加工的特征，具有環(huán)保無毒安全，硬度范圍廣，有優(yōu)良的著色性，觸感柔軟，耐候性，抗疲勞性和耐溫性，加工性能優(yōu)越，無須硫化，可以循環(huán)使用降低成本，既可以二次注塑成型，與PP、PE、PC、PS、ABS等基體材料包覆粘合，也可以單獨成型。 熱塑性彈性體既具有熱塑性塑料的加工性能，又具有硫化橡膠的物理性能，可謂是塑料和橡膠優(yōu)點的優(yōu)勢組合。熱塑性彈性體正在大肆占領原本只屬于硫化橡膠的領地。近十余年來，電子電器、通訊與汽車行業(yè)的快速發(fā)展帶動了熱塑性彈性體市的高速發(fā)展。 熱塑性彈性體（TPE）具有硫化橡膠的物理機械性能和熱塑性塑料的工藝加工性能。由于不需經(jīng)過熱硫化，使用通用的塑料加工設備即可完成產(chǎn)品生產(chǎn)。這一特點使橡膠工業(yè)生產(chǎn)流程縮短了1/4，節(jié)約能耗25%~40%，提高效率10倍~20倍，堪稱橡膠工業(yè)又一次材料和工藝技術革命。 今年來隨著國內同國際日益交往的頻繁，國內一些TPETPR的生產(chǎn)廠家也開始向著無鹵阻燃這方面發(fā)展，這對于中國乃至世界都起著較為深遠的影響。 編輯本段TPR，TPE的優(yōu)點 1. 可用一般的熱塑性塑料成型機加工，不需要特殊的加工設備。 2. 生產(chǎn)效率大幅提高?？芍苯佑孟鹉z注塑機硫化，時間由原來的20min左右，縮短到1min以內；由于需要的硫化時間很短，因此已可用擠出機直接硫化，生產(chǎn)效率大幅提高。 3. 易于回收利用，降低成本。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料（逸出毛邊、擠出廢膠）和最終出現(xiàn)的廢品，可以直接返回再利用；用過的TPE舊品可以簡單再生之后回收利用，減少環(huán)境污染，擴大再生資源來源。 4. 節(jié)能。熱塑性彈性體大多不需要硫化或硫化時間很短，可以有效節(jié)約能源。以高壓軟管生產(chǎn)能耗為例：橡膠為188MJ/kg，TPE為144MJ/kg，可節(jié)能達25%以上。 5. 應用領域更廣。由于TPE兼具橡膠和塑料的優(yōu)點，為橡膠工業(yè)開辟了新的應用領域。 6. 可用于塑料的增強、增韌改性。自補強性大，配方簡化，配合劑對聚合物的影響制約小，質量性能更易掌握。但TPE的耐熱性不如橡膠，隨著溫度上升而物性下降幅度較大，因而適用范圍受到限制。同時，壓縮變形、彈性回復、耐久性等同橡膠相比較差，價格上也往往高于同類橡膠。盡管如此，TPE的優(yōu)點仍十分突出，各種新型的TPE產(chǎn)品也不斷開發(fā)出來。作為一種節(jié)能環(huán)保的橡膠新型原料，發(fā)展前景十分看好。 透明系列（transparency series） 應用范圍：普通透明玩具、運動器材等。 產(chǎn)品性能：較好的透明性、彈性以及比較低的價格，具有廣闊的設計空間。 透明系列（transparency series）應用范圍：高檔、高透明玩具，成人用品、吸盤用料、運動器材以及密封圈等。 產(chǎn)品性能：硬度范圍廣，從超軟到90A。極佳的透明性、光澤度，以及舒適的手感，廣泛用于成人用品。具有良好的抗紫外線、耐候性、耐高溫，長期用于戶外。 編輯本段射粘系列 應用范圍：家電外殼、手柄、握把等 產(chǎn)品性能：極好的手感，與硬膠ABS, PC, PC/ABS, PA6, PA66等黏結牢固。防滑省力，并且易于著色和加工，具有廣泛的設計空間 涂油系列應用范圍：各類涂油玩具、日常用品等，廣泛取代PVC。 產(chǎn)品性能：低廉的價格，取代PVC的首選，健康、安全、環(huán)保，易于涂油。 通用系列 應用范圍：文具、運動器材、密封圈、手柄等 產(chǎn)品性能：極好的手感, 良好的抗紫外線、耐化學性并且易于著色和加工，具有廣泛的設計空間 。 功能系列 應用范圍：密封圈、汽車配件、把手、齒輪等。 產(chǎn)品性能：具有良好的減震性、抗壓縮性、電絕緣性、鋼性等。 ②中美跨太平洋直達國際光纜（TPE） 中美跨太平洋直達國際光纜（TPE）已于近日開工建設，據(jù)美聯(lián)社報道，這條海底光纜將被命名為“跨太平洋高速通道”（Trans-Pacific Express），長達1.1萬英里，能夠同時處理相當于6200萬個通話的數(shù)據(jù)量。個人用戶的數(shù)據(jù)傳輸速 度最高將可以達到每秒10Gb。光纜將于在2008年7月竣工投入使用。長度約2.6萬公里的TPE光纜總投資為5億美元，由中國網(wǎng)通、中國電信、中國聯(lián)通、中華電信、韓國電信和美國Verizon共同承建，是我國目前容量最大、跨度最長、技術最先進的海底光纜系統(tǒng)。作為中美之間的第二條海底光纜，TPE也是世界上首條海底高速直達光纖電纜。光纜建成后將顯著提高跨太平洋傳輸帶寬，滿足從亞洲地區(qū)到美國的寬帶通信業(yè)務增長需要。 熱塑性彈性體目前主要分為以下幾類： 1．苯乙烯類TPE 苯乙烯類TPE又稱TPS，為丁二烯或異戊二烯與苯乙烯嵌段型的共聚物，其性能最接近SBR橡膠。目前世界TPS的產(chǎn)量已達70多萬t，約占全部TPE一半左右。代表性的品種為苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物（SBS），廣泛用于制鞋業(yè)，已大部分取代了橡膠；同時在膠布、膠板等工業(yè)橡膠制品中的用途也在不斷擴大。SBS還大量用作PS塑料的抗沖擊改性劑，也是瀝青鋪路的瀝青路面耐磨、防裂、防軟和抗滑的優(yōu)異改性劑。 以SBS改性的PS塑料，不僅可像橡膠那樣大大改善抗沖擊性，而且透明性也非常好。以SBS改性的瀝青路面較之SBR橡膠、WRP膠粉，更容易溶解于瀝青中。因此，雖然價格較貴，仍然得到大量使用?，F(xiàn)今，更以防水卷材進一步推廣到建筑物屋頂、地鐵、隧道、溝槽等的防水、防潮上面。SBS與S-SBR、NP橡膠并用制造的海綿，比原來PVC、EVA塑料海綿更富于橡膠觸感，且比硫化橡膠要輕，顏色鮮艷，花紋清晰。因而，不僅適于制造膠鞋中底的海綿，也是旅游鞋、運動鞋、時裝鞋等一次性大底的理想材料。 近些年來，異戊二烯取代丁二烯的嵌段苯乙烯聚合物（S工S）發(fā)展很快，其產(chǎn)量已占TPS量的1／3左右，約90%用在粘合劑方面。用SIS制成的熱熔膠不僅粘性優(yōu)越，而且耐熱性也好，現(xiàn)已成為美歐日各國熱熔膠的主要材料。 SBS和SIS的最大問題是不耐熱，使用溫度一般不能超過80℃。同時，其強伸性、耐候性、耐油性、耐磨性等也都無法同橡膠相比。為此，近年來美歐等國對它進行了一系列性能改進，先后出現(xiàn)了SBS和SIS經(jīng)飽和加氫的SEBS和SEPS。SEBS（以BR加氫作軟鏈段）和SEPS（以IR加氫作軟鏈段）可使抗沖強度大幅度提高，耐天候性和耐熱老化性也好。日本三菱化學在1984年又以SEBS、SEPS為基料制成了性能更好的混合料，并將此飽和型TPS命名為“Rubberron”上市。因此，SEBS和SEPS不僅是通用，也是工程塑料用的改善耐天候性、耐磨性和耐熱老化性的共混材料，故而很快發(fā)展成為尼龍（PA）、聚碳酸酯（PC）等工程塑料類“合金”的增容劑。此外，還開發(fā)了環(huán)氧樹脂用的高透明性TPS以及醫(yī)療衛(wèi)生用的生體無毒TPS等許多新的品種。 SBS或SEBS等與PP塑料熔融共混，還可以形成IPN型TPS。所謂IPN，實際是兩種網(wǎng)絡互相貫穿在一起的聚合物，故又稱之為互穿網(wǎng)絡化合物。雖然它們大多數(shù)屬于熱固性樹脂類，但也有不少像TPE的以交叉連續(xù)相形態(tài)表現(xiàn)出來的熱塑性彈性體。用SBS或SES為基材與其他工程塑料形成的IPN—TPS，可以不用預處理而直接涂裝。涂層不易刮傷，并且具有一定的耐油性，彈性系數(shù)在低溫較寬的溫度范圍內沒有什么變化；大大提高了工程塑料的耐寒和耐熱性能。苯乙烯類化合物與橡膠接技共聚也能成為具有熱塑性的TPE，己開發(fā)的有EPDM／苯乙烯、BR／苯乙烯、CI-IIR／苯乙烯、NP／苯乙烯等。 2．烯烴類TPE 烯烴類TPE系以PP為硬鏈段和EPDM為軟鏈段的共混物，簡稱TPO。由于它比其它TPE的比重輕（僅為O．88），耐熱性高達100℃，耐天候性和耐臭氧性也好，因而成為TPE中又一發(fā)展很快的品種。自從1972年在美國由UniroyaI公司以TPR的商品名首先上市以來，多年以兩位數(shù)增長，2000年生產(chǎn)量已達3 5萬t，到2002年估計可達40萬t?，F(xiàn)在，TPO已成為美日歐等汽車和家電領域的主要橡塑材料。特別是在汽車上已占到其總量3／4，用其制造的汽車保險杠，已基本取代了原來的金屬和PU。 1973年出現(xiàn)了動態(tài)部分硫化的TPO，特別是在1981年美國Mansanto公司開發(fā)成功以Santoprere命名的完全動態(tài)硫化型的TPO之后，性能又大為改觀，最高溫度可達120℃。這種動態(tài)硫化型的TPO簡稱為TPV，主要是對TPO中的PP與EPDM混合物在熔融共混時，加入能使其硫化的交聯(lián)劑，利用密煉機、螺桿機等機械高度剪切的力量，使完全硫化的微細EPDM交聯(lián)橡膠的粒子，充分分散在PP基體之中。通過這種交聯(lián)橡膠的”粒子效果”，導致TPO的耐壓縮變形性、耐熱老化性、耐油性等都得到明顯改善，甚至達到了CR橡膠的水平，因而人們又將其稱為熱塑性硫化膠。 3．二烯類TPE 二烯類TPE主要為天然橡膠的同分異構體，故又稱之熱塑性反式天然橡膠（1-NR）。早在400年前，人們作為天然橡膠即發(fā)現(xiàn)了這種材料，但因其產(chǎn)自于與三葉橡膠樹不同的古塔波和巴拉塔等野生樹上，因而稱為古塔波橡膠、巴拉塔橡膠。這種T—NR用作海底電纜和高爾夫球皮等雖已有100余年歷史，但因呈熱塑性狀態(tài)，結晶性強，可供量有限，用途長期未能擴展。 以有機金屬觸媒制成的合成T-NR-反式聚異戊二烯橡膠，稱之為TPI。它的微觀結構同異戊橡膠（IR）剛好相反，反式結合99%，結晶度40%，熔點67℃，同天然產(chǎn)的古塔波和巴拉塔橡膠極為類似。因此，已開始逐步取代天然產(chǎn)品，并進一步發(fā)展到用于整形外科器具、石膏代替物和運動保護器材。近年來，利用TPI優(yōu)異的結晶性和溫度的敏感性，又成功地開發(fā)作為形狀記憶橡膠材料，倍受人們青睞。 從結構上來說，TPI是以高的反式結構所形成的結晶性作為硬鏈段，再與其余任意形呈彈性相狀態(tài)部分的軟鏈段結合而構成的熱塑性橡膠。同其他TPE比，優(yōu)點是機械強度、耐傷性好，又可硫化，缺點是軟化溫度非常低，一般只有40-70℃，用途受到限制。 BR橡膠（順式一1，4聚丁二烯）的同分異構體——間同l，2聚丁二烯，簡稱TPB。它是含90%以上l，2位結合的間同聚丁二烯橡膠，商品名為RB。微觀構造系由硬鏈段間同結構的結晶部分與軟鏈段任意形柔軟部分相互構成的嵌段聚合物。雖其耐熱性、機械強度不如橡膠，但以良好的透明性、耐天候性和電絕緣性以及光分解性，廣泛用在了制鞋、海綿、光薄膜以及其他工業(yè)橡膠制品等方面。 TPB利TPI同其他TPE的最大不同點在于可以進行硫化。解決了一般TPE不能用硫磺、過氧化物硫化．而必須采用電子波、放射線等特殊裝置才。能提質改性的問題，從而改進了TPE的耐熱性、耐油性和耐久性不佳等缺點。TPB可在75-1 10℃的熔點范圍之內任意加工，既可用以生產(chǎn)非硫化注射成型的拖鞋、便鞋，也可以利用硫化發(fā)泡制造運動鞋、旅游鞋等的中底。它較之EVA海綿中底不易塌陷變形，穿著舒適，有利于提高體育競技效果。TPB制造的薄膜，具有良好的透氣性、防水性和透明度，易于光分解，十分安全，特別適于家庭及蔬菜、水果保鮮包裝之用。 4．氯乙烯類TPE 分為熱塑性PVC和熱塑性CPE兩大類，前者稱為TPVC，后者稱為TCPE。TPVC主要是PVC的彈性化改質物，又分為化學聚合和機械共混兩種形式。機械共混主要是部分交聯(lián)NBR混入PVC中形成的共混物（PVC／NBR）。TPVC實際說來不過是軟PVC樹脂的延伸物，只是因為壓縮變形得到很大改善，從而形成了類橡膠狀的PVC。這種TPVC可視為PVC的改性品和橡膠的代用品，主要用其制造膠管、膠板、膠布及部分膠件。目前70%以上消耗在汽車領域，如汽車的方向盤、雨刷條等等。其他用途，電線約占75%，建筑防水膠片占10%左右。近年來，又開始擴展到家電、園藝、工業(yè)以及日用作業(yè)雨衣等方面。 5．聚氨酯類TPE 聚氨酯類TPE系由與異氰酸酯反應的氨酯硬鏈段與聚酯或聚醚軟鏈段相互嵌段結合的熱塑性聚氨酯橡膠，簡稱TPU，TPU具有優(yōu)異的機械強度、耐磨性、耐油性和耐屈撓性，特別是耐磨性最為突出。缺點是耐熱性、耐熱水性、耐壓縮性較差，外觀易變黃，加工中易粘模具。目前在歐美等國主要用于制造滑雪靴、登山靴等體育用品，并大量用以生產(chǎn)各種運動鞋、旅游鞋，消耗量甚多。TPU還可通過注塑和擠出等成型方式生產(chǎn)汽車、機械以及鐘表等零件，并大量用于高壓膠管（外膠）、純膠管、薄片、傳動帶、輸送帶、電線電纜、膠布等產(chǎn)品。其中注塑成型占到40%以上，擠出成型約為35%左右。 近年來，為改善TPU的工藝加7工性能，還出現(xiàn)了許多新的易加工品種。如適于雙色成型，能增加透明性和高流動、高回收的可提高加工生產(chǎn)效率的制鞋用TPU。用于制造透明膠管的無可塑、低硬度的易加工型TPU。供作汽車保險杠等大型部件專用的、以玻璃纖維增強的可提高剛性和沖擊性的增強型TPU等等。特別是在TPU中加入反應性成分，在熱塑成型之后，通過熟成，而形成不完全IPN（由交聯(lián)聚合物與非交聯(lián)聚合物形成的IPN）發(fā)展十分迅速。這種IPN TPU又進一步改進了TPU的物理機械性能。此外，TPU／PC共混型的合金型TPU，更提高了汽車保險杠的安全性能。另外，還有高透濕性TPU、導電性TPU，并且出現(xiàn)了專用于生體、磁帶、安全玻璃等方面的TPU。 詳細介紹請參看熱塑性彈性體（tpe、tpr）專論

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