TPE弹性体知识

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一。弹性体TPE概念。
& n/ P) c* y4 p: ITPE英文名称Thermoplastic Elastomer的缩写，意思是热塑性弹性体，是一类具有塑料塑性及橡胶弹性的特殊功能性材料。
' G9 [; m  D! j' H二。TPE种类及详细介绍
TPE为热塑性弹性体的通称。根据材料组成结构单元的不同，TPE弹性体主要分为,聚苯乙烯系弹性体TPS,热塑性聚氨酯TPU,PP与三元乙丙共混改性热塑性动态硫化弹性体TPV,热塑性聚酯弹性体TPEE.因这几类热塑性弹性体中最常见，应用最广，使用量最大的是TPS类热塑性弹性体，故本文重点介绍TPE-S类弹性体，其他类热塑性弹性体只做简要介绍。
7 c0 t1 f6 q8 }$ _6 p& v( k1.聚苯乙烯系弹性体TPE-S
5 u. Q. }4 e$ o: R) J' J1.1 TPE-S概念：TPE-S是以SBS（聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）或氢化级SBS——SEBS为基材改性得到的一类热塑性弹性体。弹性体业界习惯性的把以SEBS为基材改性而得的TPE-S弹性体也称为TPE,把以SBS为基材改性而得的TPE-S弹性体称为TPR。(下文如无特别指出，提到的TPE指的是TPE-S类，而非广义的TPE热塑性弹性体概念）
1.2 TPE-S弹性体的基本性质
; B: ?6 v% [* v6 I1 Z/ q  TPE-S类弹性体的共性是具有塑料的热可塑加工性及橡胶的弹性，并因可以调整硬度，从而具有舒适的弹性触感。
; U1 y  ]/ h; M& p0 |2 O/ k ★TPE类TPE-S,表面为亚面，外观为透明，半透明或本色之圆粒或切粒。一般硬度范围为Shore 0-100A,密度0.88~1.2克/立方厘米。阻燃级别HB,燃烧时冒淡淡的白色轻烟，并发出特殊之芳香气味。TPE耐老化性好，化学稳定性优良，耐温-50~80摄氏度左右。
★TPR类TPE-S,表面为亮面，外观为透明，半透明或本色之圆粒或切粒。一般硬度范围为Shore 0-100A,密度0.88~1.2克/立方厘米。阻燃级别HB,燃烧时冒较为浓黑的烟，发出特殊之芳香气味。TPR耐老化性能，化学稳定性均不如TPE,耐温-50~60摄氏度左右，耐水解性能较差。温度较高，或在温度高的水里容易发粘。但TPR易粘胶水，容易配成鲜艳的颜色，因而在玩具及鞋材行业应用广泛。
- P, p# \* U- j1.3 TPE-S弹性体特殊物理性质的微观阐释
; k3 N# {, d6 n5 Y    TPE-S材料中因含有硬段的苯乙烯链段和软段的丁二烯链段，赋予了材料塑料的硬性（使材料具有挺性及耐磨性）和橡胶的弹性（使材料具有舒适的软触感）。硬段的苯乙烯链段嵌在丁二烯软段中，使得TPE-S材料具有弹性的同时又具备弹性恢复的特性，不至于变形。
1.4 TPE-S弹性体的主要加工成型方法
3 u; I, |3 v$ p! w5 G. _TPE-S类弹性体极易加工成型，常规的加工方法如注塑（包括单物料注塑成型及双物料/多物料注塑成型），挤出，压延（淋膜），吹塑等都可以成型，TPE弹性体还可以熔胶成液体态，再浇注入预定的模具中，成型冷却即可。
8 D9 q3 ]( K9 P" w/ Z1.5 TPE-S弹性体的主要应用领域/用途
0 e4 W% Z! ^5 V9 E- l3 H( r) O/ g★单物料应用 　　
7 o6 F, @" y' g2 R, g. R    直接注塑成型生产软胶玩具，箱包配件，缓冲、减震件。利用TPE材料的易加工，柔软度好，弹性好的特性，满足客户的使用需求。　　
7 }" s1 s& ]! U★双物料及多物料应用。 　　
    TPE-S在双物料及多物料应用上颇受青睐，在产品上包覆一层手感舒适的TPE-S,可令产品更具时代感，其舒适的触感，出色的物理性能，深受消费者的欢迎。多物料共塑时，可牢固粘接ABS、PC、PA、PP、PS等塑料，TPE/TPR可调整多样的物性及硬度，使设计师发挥无限的设计灵感。应用案例：工具手柄，运动器材，轮子，电子材料，日用品等。实际应用过程中，因TPE的手感比TPR好，双物料注塑多用的是TPE,若考虑到制品的表面光亮效果，如需喷油/喷漆，须采用TPR材料。　　
# h. H) a" B! N0 z0 S★食品接触器具类。 　　
    符合食品接触卫生性，耐高温及耐低温，可满足食品器具全面之要求。TPE-S触感舒适，止滑，容易配成多彩的颜色，便于发挥设计灵感，令生活更多姿多彩。应用案例：餐具手柄，餐具勺、叉，盖子，防滑杯垫，冰箱冰格等。　　
. y( L5 o+ D4 b3 I★ 医疗器械类 　　
* D9 P9 }- o' n. G    TPE-S符合绿色环保之潮流及医疗食品卫生性，优良的耐药品性，良好的触感，增加了产品的功能性及舒适性。应用案例;医疗管，一次性输液器，防毒面罩，瓶塞，洗耳球等。　　
8 C( g  E! M6 h) d★ 汽车配件类 　　
    TPE-S材料可耐高温及低温（-50-80℃），极佳的流动性、耐油性，优良的柔韧性，优良的环保性，满足客户对产品极高的耐候性之需求。应用案例：轮胎缓冲器，手柄，方向盘，防尘罩等。　　
/ b" `% ?( J' {★ 挤出制品 　　
  r1 b% _3 w& z! m! P$ F: T    TPE-S具有良好的抗紫外线和耐化学性，简易的挤出工艺，是取代传统橡胶及PVC的新型理想材料。应用案例：耳机线、USB线、电缆、建筑物密封条、门窗胶条、防撞缓冲条等。　　
: N; m% U: q8 L/ S. |★特软制品 　　
    TPE-S符合人体皮肤接触卫生要求，为公认的绿色环保材料。高透明、高抗张、高延伸及柔韧之触感（类似皮肤的亲昵触感），大受消费者的追捧。体验TPE-S材料带来的贴身的柔软触感，细心关怀。应用案例:特软软体玩具，女性丰胸垫，成人用品等。
1.6 TPE-S(TPE/TPR)与PVC之区别比较
1 M8 B2 k! |2 W+ [  \    ★.TPE/TPR与PVC软胶基本组分——
    TPE/TPR软胶，是以硬质SEBS/SBS（聚苯乙烯——丁二烯——苯乙烯嵌段共聚物）为主要基材，添加软化油，
填充物及其他成分制成的功能性复合材料。
8 ^5 }0 @, \2 q5 F7 f( _# _    PVC软胶是以聚氯乙烯为主要基材，添加软化剂（增塑剂),抗稳定剂等其他组分，制成的具有橡胶弹
, E5 w8 F4 _% Z8 D性的复合软胶材料。
    ★.TPE/TPR与PVC软胶基本特性——
    TPE/TPR软胶，为透明，半透明及本色颗粒，比重0.85~1.2克/立方厘米左右，耐温-50-80摄氏度，具有
橡胶的弹性及柔软的触感，硬度范围Shore0-100A.耐一般化学性好，耐汽油性，耐温，耐水解性稍差。
TPE/TPR软胶燃烧时带有特殊的芳香气味，材料可粘胶水，表面可喷油，丝印。
7 ]+ m. Z5 Z) \0 E7 v; e4 o- W4 {    PVC软胶，可制成透明，半透明及本色颗粒，比重1.1~1.4克/立方厘米左右，耐温-40-80摄氏度。
3 Q, o1 h2 Y$ I' a% H- n$ X8 ZPVC分硬质PVC及软质PVC之分，硬质PVC强度高，用于生产结构性材料。通常说的PVC软胶指的是软质PVC
9 A) u# l6 b7 f6 n+ E，通过加入增塑剂（常用的是邻苯二甲酸盐）降低PVC的硬度以改善PVC材料的加工性及延展性。PVC软胶
- w# i* o3 @  [$ ]' G# W/ n耐酸碱性能,化学稳定性好，不易燃，燃烧具有难闻的氯气味。
7 L1 Z& u- K! }! D) m    ★.TPE/TPR与PVC软胶环保性能比较——
    TPE/TPR——由于生产TPE/TPR软胶的材料SEBS/SBS热稳定性好，且在改性生产过程中不引入有毒有害的其他组分，
因而TPE/TPR软胶符合ROHS,REACH,PAHS,NP,EN71环保检测标准，选用优质的原材料可做到FDA食品级标准。
    PVC——由于聚氯乙烯树脂热稳定性差，难于加工，通常会引入增塑剂及热稳定剂。目前大多数PVC
仍使用邻苯二甲酸盐(DEHP及该系列其他)作为增塑剂。邻苯二甲酸盐为公认的有毒物质，人体接触及吸
) g! k* ?4 g. C' b" p收会增加致癌的几率。根据一些医疗研究显示，PVC增塑剂也许会导致慢性病：譬如硬皮病、胆管癌
（cholangiocarcinoma）、angiosarcoma、脑癌与acrosteolySIS 。2004年，瑞典和丹麦学者组成的研
究小组发现，常用在PVC的邻苯二甲酸酯DEHP和BBzP，和儿童过敏有相当强烈的关连性。PVC生产加工过
6 r: ~. q+ {' r) @$ h) ?$ ?程中添加的抗稳定剂会引入重金属铅（Pb)，镉(Cd)等。因而难于达到ROHS,REACH,EN71环保检测标准。
. }$ s5 `6 M: p* ^    ★.TPE/TPR与PVC软胶的用途比较——
! S( ^, ?  h3 E# Y9 @+ ?    TPE/TPR软胶之应用领域—— 新奇环保玩具（可喷油丝印），汽车配件，医疗用品，密封件，日用品，运动器材，电线
7 N- ]7 V) v. F, J( j/ J! R电缆，鞋底等。
    PVC软胶之应用领域——传统玩具，医药行业，软质管件，密封条，电线电缆，包装行业等。
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2.TPO系弹性体
    热塑性聚烯烃弹性体（TPO），主要成份为三元乙丙。TPO是迄今为止100%可以回收的热塑性弹性体，它完全适应了当代的环保要求。它具有高弹性、高强度、高伸长率和良好的低温性能；又具有优异的耐热耐老化和抗紫外性能，在常温下成橡胶弹性，密度小、弯曲大、低温抗冲击性能高、易加工、可重复使用。在TPE的家族中，TPO具有更低的成本和宽的加工范围。聚烯烃弹性体可以用于聚丙烯的冲击改性剂，增加韧性，提高低温曲挠性和硬外部零件的耐冲击性，作PP（聚丙烯）透明冲击改性剂；TPO可以用于汽车保险杠的专用料的改性.
3.TPV系弹性体
' `3 P: I: k" O' A    为热塑性动态硫化橡胶。TPV材料PP和EPDM三元乙丙橡胶为基材，通过动态硫化满足制品优异的耐老化，耐磨性及耐化学性，TPV具有较高的弹性模量。一般用于生产汽车密封条，汽车配件，电线电缆，运动器材，健身器材配件等。
4.TPU系弹性体
9 X/ o6 g' z6 M0 y" C    为热塑性聚氨酯。具有较为优异的耐磨性及弹性回复率，一般用于电子产品配件，包装材料，鞋材等等。
5.TPEE系弹性体
    也称为海翠料，聚酯型热塑性弹性体。TPEE（热塑性聚酯弹性体）是含有聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物。其中聚醚软段和未结晶的聚酯形成无定形相聚酯硬段部分结晶形成结晶微区，起物理交联点的作用。TPEE具有橡胶的弹性和工程塑料的强度；软段赋予它弹性使它象橡胶；硬段赋予它加工性能，使它象塑料；与橡胶相比，它具有更好的加工性能和更长的使用寿命；与工程料相比，同样具有强度高的特点，而柔韧性和动态力学性能更好。一般应用与汽车配件，防腐蚀管道，电缆护套，压缩弹簧等。
( o' S: m" u+ m1 v  T$ B& G6.从结构分析看TPE(此指热塑性弹性体的通称，下同）与塑料及硫化橡胶之异同。
    按照高分子理论，高聚物是由成千上万甚至更多的分子链段链接而成的具有特殊性能的材料。根据组成分子链段的单元的不同，分子链段分为刚性链段及柔性链段之分。塑料都是由刚性的线性分子链段组合而成，常温下硬度高，挺性高，可单独作为材料结构件的原材料直接使用。橡胶，是由柔性的线性分子链段组合而成，常温下为柔软无定形的高弹态，因无固定的形状，材料不具有使用性能，橡胶在加工过程中，通过硫化或交联，线性的分子链连接成为三维网状结构，结束了橡胶无定形的特性，使得硫化橡胶具有优异的弹性，耐磨性，机械性能优异，耐溶剂，耐化学性能大大增强。弹性体，是一种特殊的聚合物材料，因材料中同时含有刚性的分子链段和柔性的分子链段，使得弹性体材料在常温下具有塑料的硬性及橡胶的弹性，以TPR为例，TPR材料中因同时具有刚性的苯乙烯分子链段和柔性的丁二烯链段，使得材料具备了塑料的挺性和橡胶的弹性。刚性的分子链段赋予了热塑性弹性体材料使用特性，因而热塑性弹性体可直接注塑挤出成型，无需硫化或交联。同时，材料中柔性的分子链段赋予了弹性体材料优良的弹性及舒适的触感。
6 a- @1 k$ S  l( G7 e8 E三 TPE价格。
0 y6 {* t/ I9 n& UTPE为改性复合材料，特别是TPE-S系列，通过加入软化油及其他组分，可以获得多种硬度及物性的改性材料，具体选用什么样的材料要根据客户的要求来确定，从而确定单价成本。TPEE正牌料极难生产获得，单价更是很高。其他TPO,TPV等材料也要根据客户要求来确定价格。一般来说，TPE价格范围一般在10-80元/千克左右。
0 @; M! b. n3 S& e8 R四 TPE的应用前瞻。
  f  ^5 b3 j1 s/ iTPE热塑性弹性体因同时具有塑料及橡胶的特性，可很容易的加工成型。TPE弹性体因环保性能优良，在很多行业和领域有替代或部分替代有毒PVC的趋势，如在建材，玩具，线材，汽车，日用品，医疗等行业；TPE弹性体有类似橡胶的特性，但因TPE与橡胶相比，容易加工，生产周期短，且废物更容易回收利用，在一些领域或产品如机械零件，传动件，橡胶零配件应用上已取代橡胶等得到广泛应用。因此，基于环保健康的考虑，生产加工的容易性，材料的回收再利用性，TPE材料将会越来越广泛的应用到更多的领域。

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