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2018/8/30 15:32:22      点击:

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一.热塑性聚酯弹性体(Thermoplastic elastomers)简介:

热塑性聚酯弹性体简称TPEE 或COPE,是一类含有PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)聚酯硬段(结晶相)和脂肪族聚酯或聚醚(非晶相)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。热塑性聚酯弹性体具有橡胶的弹性和工程塑料的强度,与橡胶相比,它具有更好的加工性能和更长的使用寿命;其硬段比例增大可增强物理刚性和化学稳定性,软段比例增大可提高柔韧性和低温性能。TPEE 的硬度范围宽,可在邵氏35D-80D 范围内变化,结构强度为硫化橡胶的2-6 倍,具有耐磨、耐曲挠、耐油等优点。相对密度为1.2 左右,机械强度好,拉伸强度大于30Mpa,弹性为工程塑料的3-6 倍,弯曲强度、拉伸强度、撕裂强度分别为天然橡胶的6-12 倍、2-6 倍、2-10 倍。在低温下,弹性恢复性好,低温缺口冲击强度比TPU 和PA11 还要好。TPEE 的脆化温度为-75℃,长期使用温度在-50-130℃,短期可耐150-160℃,可在-40℃长期使用,120℃以上使用的拉伸强度远好于TPU,耐热水性较差。主要用于要求减震、耐冲击、耐曲挠、密封性和弹性、耐油、耐化学品并要求足够强度的领域。

TPEE的物理化学性能:

1.力学性能 通过对软硬段比例的调节,TPEE 的硬度可以从邵氏D32 到D80 变化,其弹性和强度介于橡胶和塑料之间。与其他热塑性弹性体(TPE)相比,在低应变条件下,TPEE 模量比相同硬度的其他TPE 高。当以模量为重要的设计条件时,用TPEE 可缩小制品的横截面积,减少材料用量。

2.拉伸强度 与聚氨酯弹性体(TPU)相比,TPEE 压缩模量与拉伸模量要高得多,用相同硬度的TPEE 和TPU 制作同一零件,前者可以承受更大的负载。在室温以上,TPEE 弯曲模量很高,适宜制作悬臂梁或扭矩型部件,特别适合制作高温部件。TPEE 低温柔顺性好,低温缺口冲击强度优于其他TPE,耐磨耗性与TPU 相当。TPEE 具有优异的耐疲劳性能,与高弹性特点相结合,使该材料成为多次循环负载使用条件下的理想材料,适宜制作齿轮、胶辊、挠性联轴节、皮带等。

3.耐热性能 TPEE具有优异的耐热性能,硬度越高,耐热性越好。TPEE 的使用温度非常高,能适应汽车生产线上的烘漆温度(150-160℃),并且它在高温下机械性能损失小。在120℃以上使用,TPEE 拉伸强度远远高于TPU。此外,TPEE 还具有出色的耐低温性能。TPEE 脆点低于-70℃,并且硬度越低,耐寒性越好,大部分TPEE 可在-40℃下长期使用。由于在高、低温时表现出的均衡性能,TPEE 的工作温度范围非常宽,可在-70-200℃使用。

4.耐化学介质性 TPEE具有极好的耐油性,在室温下能耐大多数极性液体化学介质(如酸、碱、胺及二醇类化合物),其耐化学品的能力随其硬度的提高而提高。TPEE 对大多数有机溶剂、燃料及气体的抗溶胀性能和抗渗透性能较好,对燃油渗透性仅为氯丁胶、氯磺化聚乙烯、丁腈胶等耐油橡胶的1/3-1/300。

5.耐候性、耐老化性 TPEE在水雾、臭氧、室外大气等各种外界条件下,化学稳定性优良。象大多数热塑性弹性体(TPE)一样,在紫外光作用下会发生降解(310nm以下的紫外光是降解的一个主要因素),因此对于室外应用或制品受阳光照射的条件,配方中应添加紫外光防护助剂,其中包括炭黑和各种颜料或其他屏蔽材料,酚类防老剂和苯并三唑型紫外光屏蔽剂并用,能够有效地起到防紫外光老化。

6.高回弹性 将TPEE 材料应用到弹簧中,可使弹簧具有很长的使用寿命,能够帮助火车很平稳地启动、加速、减速以及停止等。和金属弹簧所不同的是,它不会生锈、也不会在自然环境条件下发生恶化、或者造成弹性破裂和损失等。而与橡胶材料相比,具有更大的重复使用性,还能保持很好的弹性。

7.加工成型性 TPEE具有优良的熔融稳定性和充分的热塑性,故而具有良好的加工性,可采用各种热塑性加工工艺进行加工,如挤出、注射、吹塑、旋转模塑及熔融浇铸成型等。在低剪切速率下,TPEE 熔体粘度对剪切速率不敏感,而在高剪切速率下,熔体粘度随剪切速率升高而下降。由于TPEE 熔体对温度十分敏感,在10℃变化范围内,其熔融粘度变化几倍至几十倍,因此成型时应严格控制温度。