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热塑性弹性体(ThermoplasticElastomer-TPE)亦称热塑性橡胶(ThermoplasticRubber-TPR),是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性之材料,热塑性弹性体具有多种可能的结构,最根本的一条是需要有至少两个互相分散的聚合物相,在正常使用温度下,一相为流体(使温度高于它的Tg─玻璃化温度),另一相为固体(使温度低于它的Tg或等于Tg),并且两相之间存在相互作用。即在常温下显示橡胶弹性,高温下又能塑化成型的高分子材料,具有类似于橡胶的力学性能及使用性能、又能按热塑性塑料进行加工和回收,它在塑料和橡胶之间架起了一座桥梁。因此,热塑性弹性体可象热塑性塑料那样快速、有效的、经济的加工橡胶制品。就加工而言,它是一种塑料;就性质而言,它又是一种橡胶。热可塑性弹性体有许多优于热固性橡胶的特点。
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目前,热塑性弹性体尚无统一的命名,习惯以英文字母缩写语TPR表示热塑性橡胶,TPE表示热塑性弹性体,两者在有关资料著作中均有使用。为统一起见,都以TPE或热塑性弹性体称之。 & Q2 u* n$ q) }* I6 `+ e
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2、热塑性弹性体的主要分类:
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TPS-苯乙烯类TPE(SBS、SIS、SEBS、SEPS) ) w6 d; i, D6 k# o5 u' a
# `8 z! G+ w6 l0 y" Y& H' S 为丁二烯或异戊二烯与苯乙烯嵌段型的共聚物,其性能最接近SBR橡胶,约占全部TPE一半左右。 - Z% j: G8 X1 r' u6 P, a$ ]' |
% ^* z1 s2 |! b- W5 R$ |# s TPO-聚烯烃热塑性弹性体ThermoplasticPolyolefin
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烯烃类TPE系以PP为硬链段和EPDM为软链段的共混物,简称TPO。由于它比其它TPE的比重轻(仅为0.88),耐热性高达100℃,耐天侯性和耐臭氧性也好,因而成为TPE中又一发展很快的品种。
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. P3 t& f( P* S TPV-动态硫化热塑性弹性体ThermoplasticVulcanizate
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1973年出现了动态部分硫化的TPO,特别是在1981年美国Mansanto公司开发成功以Santoprere命名的完全动态硫化型的TPO之后,性能又大为改观,最高温度可达120℃。这种动态硫化型的TPO简称为TPV,是ThermoplasticVulcanizate的简称,主要是对TPO中的PP与EPDM混合物在熔融共混时,加入能使其硫化的交联剂,利用密炼机、螺杆机等机械高度剪切的力量,使完全硫化的微细EPDM交联橡胶的粒子,充分分散在PP基体之中。 2 V5 Z" d- _! L& N
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- y6 B# i. Y( @) z) b& w2003年各种热塑性弹性体使用比例
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点击此处查看全部新闻图片7 w/ p& {% X+ w7 N
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TPU-聚氨酯热塑性弹性体Thermoplasticpolyurethaneelastomer / e" t3 `0 }+ t- @& B. S# h6 E
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聚氨酯热塑性弹性体又称热塑性聚氨酯橡胶,简称TPU,是一种(AB)n型嵌段线性聚合物,A为高分子量(1000-6000)的聚酯或聚醚,B为含2-12直链碳原子的二醇,AB链段间化学结构是用二异氰酸酯,通常是二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)连接。热塑性聚氨酯橡胶靠分子间氢键交联或大分子链间轻度交联,随着温度的升高或降低,这两种交联结构具有可逆性。在熔融状态或溶液状态分子间力减弱,而冷却或溶剂挥发之后又有强的分子间力连接在一起,恢复原有固体的性能。
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TPVC-聚氯乙烯热塑性弹性体,是Polyvinylchloridebasedthermoplastic的简称 6 B! D6 B) t& ^- P% P
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分为热塑性PVC和热塑性CPE两大类,前者称为TPVC,后者称为TCPE。TPVC主要是PVC的弹性化改质物,又分为化学聚合和机械共混两种形式。化学聚合可通过下面四种方式制取:1)高聚合度纯PVC(HPVC);2)部分交联PVC;3)离子交联PVC;4)特殊共聚PVC。 & v$ i5 D% H0 t `: t( H5 N
5 Z. L6 I+ \: B- i3 m5 e) E' Y) ]5 x 机械共混主要是部分交联NBR混入PVC中形成的共混物(PVC/NBR)。TPVC实际说来不过是软PVC树脂的延伸物,只是因为压缩变形得到很大改善,从而形成了类橡胶状的PVC。这种TPVC可视为PVC的改性品和橡胶的代用品,主要用其制造胶管、胶板、胶布及部分胶件。$ r0 z* t$ r- f! @4 w' C% V
, l I; A+ B/ |9 L& c, Y4 ] y TPEE-热塑性聚酯弹性体Thermoplasticpolyesterelastomer,是PET与聚醚的共聚物 1 k! N( ~! Y* H5 g
+ D9 o C) q+ u6 Q 以杜邦公司Hytrel为代表,虽然Hytrel在1972年就已工业化,但其应用的发展势头远远不如TPV。由于价格高,也限制它在一般用途的使用,大多用于要求苛刻的高端制品。
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其他热塑性弹性体
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►MPR—熔融加工型热塑性弹性体 # Q) C- h4 o; n' c: x
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►TPAE,TPA—热塑性聚酰胺弹性体
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( m. w9 [8 y; S! _ ►FTPV—热塑性氟橡胶 6 L: B3 l* X @3 D9 L: R
( Q( V1 Y; ^5 U0 I2 ~8 ~ 3、热塑性弹性体的发展 $ N" {3 [* u0 A3 K; |. ?6 T% o
?( I. [" g/ @$ G 热塑性弹性体(TPE,ThermoplasticElastomer),又称热塑性橡胶(TPE,ThermoplasticRubber),是新型弹性体,它经历了四个发展阶段(1985~1967,1968~1977,1989~今),取得了长期发展,涌现出许多工业化产品,成为与传统硫化橡胶强有力的竞争对手。
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2003年各种热塑性弹性体使用比例 & `" u. i- A% ^/ A0 g8 K( ~' U
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从1938年德国Bayer最早发现聚氨酯类TPE,1963年和1965年美国Phillips和Shell开发出苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段聚合物TPE,到70年代美欧日各国开始批量生产烯烃类TPE以来,技术不断创新,新的TPE品种不断涌现,构成了当今TPE的庞大体系,使橡胶工业与塑料工业结合联姻大大向前迈进了一步。
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4 H; ]* m4 Q3 m# y- W e# H& Q 热塑性弹性体经历了四个发展阶段(1985~1967,1968~1977,1989~今),取得了长期发展,涌现出许多工业化产品,成为与传统硫化橡胶强有力的竞争对手。 ; }$ s$ n) x2 `* o/ j6 S. n1 |
( j: N/ F& I/ a# v+ O9 c9 Y 相关资料报道,2003年全球TPE消费量约为185万吨,过去10年全球保持年均6%左右增长速度,2003年比2002年增长了6.4%。目前TPE消费结构中TPS约占44%、TPO占31%、TPU占9.5%、TPEE占6.5%、其他TPE占9%。运输工业及有关行业已成为TPE头号下游消费市场,2003年用量约为105万吨。 # C A5 D# P0 w2 X. M
* s% z0 p r+ @5 j& r$ M 随着美国和欧洲汽车产量的增加,以及中国及环太平洋地区一些国家工业的迅速发展,TPE应用日益扩大,近年来增长强劲的是动态硫化热塑性弹性体(TPV)。其在以汽车为中心的应用市场连续保持年均增长15%以上,作为替代软PVC和橡胶的新型高性能材料,具有成本和性能上的优势。国外报道预测,未来几年苯乙烯类热塑弹性体(TPS)仍居用量之首,但是所占份额呈下滑趋势;随着TPO进入汽车和医疗市场,替代传统的热固性橡胶和聚氯乙烯材料等,TPO市场份额将不断扩大,消费量快速增长。未来几年全球TPE消费将提速,预计年均需求增长率将达到7%左右。 ' D; b1 Y/ s. \5 e+ k3 _
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我国是TPE重要的消费市场,2003年消费量约为30万吨,其中主要是苯乙烯和丁二烯嵌段共聚物(SBS)。随着我国近年来汽车工业高速发展,TPO类热塑弹性体的应用将迅猛增加,预计未来几年我国TPE的消费年均增长率将超过12%,。我国已成为全球TPE需求增长最快的国家之一,而且尤其是以汽车为中心应用市场将保持年均15%~20%的高速增长。 |
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