TPE热塑性弹性体

1、e r m oP l a s t i ceTPE（热可塑性弹性体）概一、热塑性弹性体（TPB的定义热塑性弹性 TPE是弹性体，具有加硫橡胶的性质，但却不需要加硫。此外TPE并 具有 体多介于橡胶与塑料中间的特征。上、橡胶与塑料的基本性质t TPE为同时具有橡胶（或弹性体）与塑料之性质的材料，故以下先对橡胶、塑”的基本性质做一简介。应变图1-1 各种物体的应 力一应变特性l包括橡胶（或弹性体）及塑料的高分子材料,其代表性的物理性质，可由应力一应变的特性看出。图1-1为各种高分子材料的试片，在被拉伸时表现的应力一应变 行为。图中箭头则表示试片受到 拉伸及放松时，应力一应变的变化。t钢铁是伸长率（应

2、变）很小的材料，具应力一应变性质如1所示，是可 恢彳复 原状的完全弹性体。而粘土则是完全的塑性体，如2所示，为完全无法 回彳复。至 于高分子物质则兼具弹性体与塑性体的性质，为粘弹性体3的行 为，但橡胶（或 弹性体）较塑料更接近于完全弹性体。由于多数塑料为粘弹性体，要具体描述热塑性弹性体与一般塑料的区别 并不容 易，较大的差累为热塑性弹性体在常温下具有高伸长 率、高回弹率、低压缩永久 变形率、及低脆化温度等特性。另一最大区别是分子结构的差 M由于TPE具 有加硫橡胶的性质，表示TPE必定由橡胶成分（即软质段，soft segment与塑料成 分（即硬质段，hard segment所构成，软质段具

3、有 弹性，而硬质段则在常温时发 挥架桥点一般的作用，可防止塑性变形。但当温度上升时，硬质段的塑料成分会熔 融，失去作为架桥点的作用，而成为可 塑性变形，如同塑料般加工时成型。TPE材料的种TPE的种IS很多。如上所述，TPE含有硬质段及软质段，分的方法通常是 以影响最大的主链分子构造的差 累来分几大IS,再以软质段、硬质段之 分子固定 方式另一方面，形成硬质段的分子可使用以下塑料：聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、 同觌聚合1,2聚丁二烯、反式1,4聚昇戊二系、聚氨酯、聚酯、聚酰 胺等。不 依TPE主链上分子构造的差累，可大分为如图1-2。 同 细 分O可 形 成 软 质 段图 1-2.SBSSIST

4、PS （苯乙烯系） S SEBS（苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物，SBC）SEPS工其它,TPO （单纯混掺型）聚烯系TPV （动态加硫型）TPER RB （间规聚合 1.2BR）聚二烯系 J TPI （反式聚昇戊二烯）TPNR （PP/天然橡胶）氯系 TPVC （硬质：PVC,软质：PVC 或NBR）TPU系（热塑性聚氨酯）TPEE系（聚醛酯弹性体）工程塑料系TPA系（聚酰胺系）氟素系TPE的另一种分IS法，为依巨观构造的差 累，分为纯TPE及混掺TPE纯TPE是指一个分子链中，既有软质段与硬质段的共价结合，在经聚合或缩聚合而成 之高分子聚合物；混掺型TPE则是将作为软质段的橡胶成分，与为硬质段的

5、塑料成 分，二者混掺制成，以苯乙烯系及氯系 TPE为主流，用途逐渐扩大。TPE的性能比较表1为主要TPE之各种性能比较。兹再将工业上常用之 TPE主要特性作 一概括性明：1.TPU TP主U要（由热（ 塑1 性批一性能三 劣抗拉强度聚酯系 聚醍系撕裂强度聚酯系 聚醍系耐磨耗性聚酯系 聚醍系耐药品性聚酯系 聚醍系耐菌性聚酯系 聚醍系密度ADP PCL PCL ADP反发挥性PTMG PCL ADP耐水性PC PTMG PCL ADP耐热老化性PC PCL ADP PTMG耐油性ADP PCL PTMG的硬质段则PU的硬质段所用的二 巽富酸酯亦有许多种，但适于 TPU 很 少。最重要的二累富酸酯则

6、为MDI与TDI。TPU在性能及加工工艺上有以下主要特点：优点：耐磨耗性为各m TPE中最大的具高强度、高韧性、高透明的特性抗疲劳性、耐寒性、耐油性佳环保无毒可回收，可用于医 瘵器材缺点：耐热性一般 耐候（紫外线）性不足（可添加紫外线安定补强）成品残留应力大、易粘模TPO的硬质段为PP或PE等聚烯，软质为EPDM （三元乙丙胶）等橡胶， 将雨者良好的混掺即得TPO由于TPO与软质或硬质聚烯的差累又是并不明显，故难以下正确定义。但通常 以橡胶成分20崛上，且弯曲弹性率690MPa以下之聚烯材料，可称为TPOTPO 一般专指单纯将聚烯与橡胶进行物理性混掺，使橡胶以微细粒子形态分散于聚烯 基材中而成

7、此时所用之橡胶粒子可以是未加硫或已部分 加硫的。若是使用已部分 加硫的橡胶，TPO的性质会较好，但若加硫程度太 高，则在聚烯中的分散变劣， 使TPO性质降低，故橡胶的加硫程度要谨慎控制。若于混掺过程，同时使橡胶起 加硫另一IS TPO则于聚合反应器中，将硬质段部分与软质段部分直接以共 价舞聚合而得，此IS TPO以metallocene （茂金属）触媒聚合而成，另称为 麻-POE因不需混掺的成本且易控制聚合度及接枝率，因此在性能及价格上 应 瞰传统TPO具竞争力。制 TPO在性能及加工工艺上有以下主要特点： 联点：之比重最小、价格低耐寒/热型、耐酸碱性佳（仅次于TPEE）T耐候性、耐臭氧性、电

8、气绝缘性佳P加工性佳、易成型大型制品O缺点：则一一易受非极性溶剂，如汽油、芳香族溶剂侵蚀称 一、，一抗拉强度低（可以填料补强）为压缩永久变形度大T 耐磨性及拉伸回弹性差P3. TPV （动态加硫聚烯弹性体）TPV是用万马力机或塑糠机等混合设备进行混合时，同时使橡胶加硫而 制成的TPO软质段的加硫橡胶粒子可微细的分散于硬质段的聚烯基材中TPV可 依硬质段与软质段之种与组合之不同，而有许多种is规格，但最具代表性的则 是 PP-EPDM系接着陛续有 PP-N次 PP-ACM PP-NR PP-II R PE-EPDM PE-NRPA-NBR PA-ACM PVC-NBR等系歹U TPMPP-EPD

9、M系所用加硫剂为酚树脂系，促进剂为二氯化锡，也就是树脂架 桥。形直TPV在性能及加工工艺上有以下主要特点：角尤点：为压缩永久变形量为TPE中最低数机械性质较TPO佳，且硬度较TPO低区耐油性、耐候性及耐热性佳m环保、无毒、可回收、可用于医瘵器材脚点: 的耐磨性较橡胶、TPU差 价格远较TPO高 加工性一般，表面有时易有流痕 无透明性P4D 丁烯/乙烯丁烯/丙烯）之嵌段共聚物,及以此为基材与聚烯炫、可塑剂（油）物理共混制成之共混物。聚苯乙烯系共聚物中，分子的硬质段为 PS,软质段为 粒 聚 子 丁（律TPS为世界上需求量最大之TPE目前已超过60万吨主要因其应力 软 小皿一一桀.分散年PP基材（

10、硬质段）中。橡胶粒径愈细.抗拉强度与断裂伸长率即愈变性质与加硫橡胶非常接近，且加工性优M，价格低廉，逐渐取代 pvc及传统橡胶在鞋材及其它领域的应用。TPS的应用依其结构及物理性能而有区别，一般苯乙烯含量为：15-40%性质会依苯乙烯含量，橡胶微相构造及组成、分子量、分子量分布 及是否接官能基等因素之 不同，而有很大的变化。SBS及SIS因分子中具有 双键结合，易受氧、臭氧、紫外线之影响，SEBS及SEPS则无止匕顾虑，因此以SEBS/SEP劭基材之共混物,在工程材料上有许多应用，惟其耐油性不侏TPS在性能及加工工艺上有以下主要特点：优点：制成品的物性范围广，易加工较其它TPE柔软易拉伸，接近

11、橡胶及硅胶触感，硬度为TPE中最低 伸长率最高、回弹性最好可充当许多工程塑料的兼容剂及改性剂环保、可回收、无毒、低价格（SBS系）缺点：SBS系列、耐热、耐候性能差成品耐污性、耐磨性、耐油性皆差拉伸强度较PVC差、无法以高频波接着低硬度成品有时易出油。SEBS/SEPSIC成品，不易印刷接着TPEE （聚醍酯弹性体）TPEE分子中的硬质段为聚酯，软质段为Tg值低的聚醍或聚酯，为多嵌 段 共聚物。TPEE依分子构造之不同可分为：1）聚酯、聚醍型：硬质段是芳香系结晶性聚酯，软质段则是聚醍2）聚酯、聚酯型：硬质段是芳香系结晶性聚酯，软质段则是脂肪族聚酯3)液晶型TPEE硬质段是刚直的液晶分子，软质段

12、为脂肪族聚酯。以上三种TPEE中，最常用且需求量最多的是聚酯、聚醍型TPEE硬质段以PBT为代表由丁二醇与酉夫酸二甲酯组成构成，软质段聚醍则以PTMG 为代表。因PBT具耐热型，结晶速度大，而PTMG则具低玻璃移点Tg,故此 种TPEE的成型性优，并有平衡的物性及高耐热性。作为热可塑弹性体，TPEE能发挥其机能的范围为高硬 度范围。在低硬 度范围TPEE在性能及加工工艺上有以下主要特点：优点：因耐热性最高、耐荷重大、回弹性高链反复疲劳特性优且性质强韧长 低温挠曲性较TPU更佳数耐油/耐药品/耐化学溶剂性佳地点：小不易获得低硬度制造( 加工条件较窄，须较精密加工机器3价格昂贵,6m质TP曼fHHSU郎存在中间层，因此微相分离隹不完全，也就无法 具完作pa曜谀釉解脚鹿蟒Eg脩黑牌诵嫁I薄I质段，所构成的多嵌段 共聚物。聚酰胺的成分可为尼 熊6、6&