TPEE,為什么又被叫做海翠料?
中國智造 匠心造材(東莞市戈塑新材料有限公司)專注彈性體TPE/TPR/TPU/TPV/TPEE的研發(fā)與生產(chǎn),塑造每一顆環(huán)保材料的品質(zhì)與創(chuàng)新。
工廠地址:東莞市黃江鎮(zhèn)田美南恒昌榮工業(yè)區(qū)
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熱塑性聚酯彈性體(TPEE)又稱聚酯橡膠,是一類含有PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)聚酯硬段和脂肪族聚酯或聚醚軟段的線型嵌段共聚物。TPEE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)計自由,是熱塑性彈性體中較受關(guān)注的品種。
TPEE的發(fā)展簡史:
1972年,美國杜邦公司率先開發(fā)出了TPEE,商品名為Hytrel,音譯過來就是“海翠”,所以有時大家把TPEE聚酯彈性體也叫做“海翠料”。后來Hochest-Celanese、GE、Eastman、AKZO(DSM)等世界大公司相繼開發(fā)出了各種牌號的TPEE產(chǎn)品,商品名各為Ritefex、Lomod、Ecdel和Arnitc。而國產(chǎn)的TPEE,現(xiàn)在也開發(fā)出了自己的品牌。
熱塑性聚酯彈性體(TPEE)與橡膠相比,具有更好的加工性能和更長的使用壽命;與工程塑料相比同樣具有強度高的特點,柔韌性和動態(tài)力學(xué)性能更好。對大多數(shù)用途來說,TPEE可以直接使用,若有特殊要求,可添加相應(yīng)助劑以滿足要求。
TPEE的特性:
1. 優(yōu)異的抗彎曲疲勞性能
2. 極好的瞬間高溫性能
3. 優(yōu)異的耐沖擊性能,尤其是在低溫(-40℃)
4. 良好的抗撕裂性和耐磨性
5. 出色的耐化學(xué)性和耐候性
6. 優(yōu)異的電性能
7. 優(yōu)異的電荷承受能力
8. 與ABS,PBT和PC等材料具有極好的粘結(jié)性
9. 與油漆,膠水和金屬均具有極好的粘結(jié)性
10. 加工的多樣性和易與加工,熔融流動性好,熔融狀態(tài)穩(wěn)定,收縮率低,結(jié)晶速度快。
由于TPEE具有突出的機械強度、優(yōu)良的回彈性和寬廣的使用溫度等綜合性能,在汽車制件、液壓軟管、電纜電線、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,其中在汽車工業(yè)中的應(yīng)用最廣,占70%以上。
TPEE物理化學(xué)性能:
1 、力學(xué)性能
通過對軟硬段比例的調(diào)節(jié),聚醚酯彈性體的硬度可以從邵氏D(32~82),其彈性和強度介于橡膠和塑料之間。與其它熱塑性彈性體TPE相比,在低應(yīng)變條件下聚醚酯彈性體模量比相同硬度的其它熱塑性彈性體高。當(dāng)以模量為重要的設(shè)計條件時,用聚醚酯彈性體可縮小制品的橫截面積,減少材料用量。
聚醚酯彈性體具有極高的拉伸強度。與聚氨酯(TPU)相比,聚醚酯彈性體壓縮模量與拉伸模量要高得多,用相同硬度的聚醚酯彈性體和TPU制作同一零件,前者可以承受更大的負(fù)載。在室溫以上,聚醚酯彈性體彎曲模量很高,而低溫時又不象TPU那樣過于堅硬,因而適宜制作懸臂梁或扭矩型部件,特別適合制作高溫部件。聚醚酯彈性體低溫柔順性好,低溫缺口沖擊強度優(yōu)于其他TPE,耐磨耗性與TPU相當(dāng)。在低應(yīng)變條件下,聚醚酯彈性體具有優(yōu)異的耐疲勞性能,且滯后損失少,這一特點與高彈性相結(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,齒輪、膠輥、撓性聯(lián)軸節(jié)、皮帶均可采用。
2 熱性能
聚醚酯熱塑性彈性體如果不添加抗氧劑,在很多條件下,如水霧、臭氧、室外大氣等,會很快降解,使其粘度和相對分子量降低,材料斷裂伸長率下降,瞬時彈性恢復(fù)率變差。聚醚酯的這種降解反應(yīng)是一種自由基反應(yīng),可能是由于聚合物鏈中與聚醚氧原子相連的碳原子受到了攻擊,聚醚酯彈性體斷鏈時生成甲醛,甲醛被氧化成甲酸,甲酸又反過來促進(jìn)斷鏈。要提高聚醚酯彈性體的抗氧化降解能力,可以采用適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定化方法,添加的穩(wěn)定劑體系應(yīng)包括自由基捕捉劑、過氧化物分解劑以及甲醛捕捉劑。
聚醚酯彈性體具有優(yōu)異的耐熱性能,硬度越高,耐熱性越好。文獻(xiàn)報道聚醚酯彈性體在110℃和140℃連續(xù)加熱10小時基本不失重,在160℃和180℃分別加熱10小時,失重也僅為0.05%和0.1%。等速升溫曲線表明,聚醚酯彈性體在250℃開始失重,到300℃累計失重5%,至400℃則發(fā)生明顯失重,因而聚醚酯彈性體的使用上限溫度非常高,短期使用溫度更高,能適應(yīng)汽車生產(chǎn)線上的烘漆溫度(150~160℃),并且它在高低溫下機械性能損失小。聚醚酯彈性體在120℃以上使用,其拉伸強度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于TPU。
此外,聚醚酯彈性體還具有出色的耐低溫性能。聚醚酯彈性體脆點低于 -70℃,并且硬度越低,耐寒性越好,大部分聚醚酯彈性體可在-40℃下長期使用。由于聚醚酯彈性體在高、低溫時表現(xiàn)出的均衡性能,它的工作溫度范圍非常寬,可在-70~200℃使用。
3.耐化學(xué)介質(zhì)性
聚醚酯彈性體具有極佳的耐油性,在室溫下能耐大多數(shù)極性液體化學(xué)介質(zhì)(如酸、堿、胺及二醇類化合物),但對鹵代烴(氟里昂除外)及酚類的作用卻無能為力,其耐化學(xué)品的能力隨其硬度的提高而提高。聚醚酯彈性體對大多數(shù)有機溶劑、燃料及氣體的抗溶脹性能和抗?jié)B透性能是好的,對燃油滲透性僅為氯丁膠、氯磺化聚乙烯、丁腈膠等耐油橡膠的1/3~1/300。
但聚醚酯彈性體耐熱水性較差,添加聚碳酰亞胺穩(wěn)定劑可以明顯改善其抗水解性能。據(jù)報道,在聚醚酯彈性體分子鏈中的PBT硬段引進(jìn)PEN或PCT,可以獲得耐水性和耐熱性更好的聚醚酯彈性體。
4.耐候性與耐老化性
聚醚酯彈性體在很多不同條件下,如在水霧、臭氧、室外大氣老化等條件下,化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良。像大多數(shù)TPE一樣,在紫外光作用下會發(fā)生降解(310nm以下的紫外光是降解的一個主要因素),因此對于室外應(yīng)用或制品受陽光照射的條件,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它屏蔽材料。酚類防老劑和苯并三唑型紫外光屏蔽劑并用,能夠有效地起到防護(hù)紫外光老化。
光和熱導(dǎo)致的氧化是聚醚酯彈性體降解老化的兩個主要因素,PEG-PBT共聚酯耐熱及耐光性均差,熱氧化降解和光老化降解非常嚴(yán)重。升溫加速降解。隨老化過程中分子量的降低,材料斷裂伸長下降,瞬時彈性恢復(fù)率變差。
此外,聚醚酯彈性體還具有不同程度的水解性,聚醚酯彈性體在水中產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng),形成凝膠的量增多。PEG-PBT共聚酯作為生物材料支架植入體內(nèi),正是利用了它易于水解降解的特性。PEG-PBT共聚酯在水中降解并服從水解機理,即H2O分子進(jìn)攻PEG、PBT之間的酯基而斷鏈,降解產(chǎn)物為PEG和低分子量的PBT;降解速率受組成、溫度、pH值、酶等因素影響,PEG含量、溫度、pH值越高,降解速率越快,通過調(diào)節(jié)兩種組分含量可滿足不同用途對降解速率的要求。
5. 高回彈性
將TPEE材料應(yīng)用到彈簧中,可使彈簧具有很長的使用壽命,能夠幫助火車很平穩(wěn)地啟動、加速、減速以及停止等。和金屬彈簧所不同的是,它不會生銹、也不會在自然環(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。
6.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,因此成型時應(yīng)嚴(yán)格控制溫度。為保證樹脂含水量小于0.1%,加工前需鼓風(fēng)干燥(80-120℃,6-8h)。
*擠出成型