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強(qiáng)勢(shì)圍觀熱塑性彈性體四劍客：TPV TPE TPR TPU
熱塑性彈性體
Thermoplastic Elastomer
是一種具有橡膠的特性(高彈性、壓縮永久變形等)，又具有塑料的加工特征(工藝簡(jiǎn)單)的環(huán)保低碳性復(fù)合材料。(大眾化口語(yǔ)：熱塑性彈性體是一種具有橡膠的高彈性，高回彈性，又具有可注塑加工的特征，具有環(huán)保無(wú)毒安全，硬度范圍廣，有優(yōu)良的著色性，觸感柔軟，耐候性，抗疲勞性和耐溫性，加工性能優(yōu)越，無(wú)須硫化，可以循環(huán)使用降低成本，既可以二次注塑成型，與PP、PE、PC、PS、ABS等基體材料包覆粘合，也可以單獨(dú)成型。)因歷史和使用習(xí)慣等問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)外熱塑性彈性體尚無(wú)統(tǒng)一命名，大部分地區(qū)習(xí)慣以英文縮寫字母TPE統(tǒng)稱熱塑性彈性體。
TPE具有環(huán)保無(wú)毒安全等性能，且有優(yōu)良的著色性，觸感柔軟，耐候性，抗疲勞性和耐溫性，加工性能優(yōu)越，可以循環(huán)使用降低成本，既可以二次注塑成型，與PP、PE、PC、PS、ABS等基體材料包覆粘合，也可以單獨(dú)成型。世界上已工業(yè)化生產(chǎn)的TPE(熱塑性彈性體)有：苯乙烯類(SBS、SIS、SEBS、SEPS)、烯烴類(TP0、TPV)、雙烯類(TPB、TPI)、氯乙烯類(TPVC、TCPE)、氨酯類(TPU)、酯類(TPEE)、酰胺類(TPAE)、有機(jī)氟類(TPF)、有機(jī)硅類和乙烯類等，幾乎涵蓋了現(xiàn)在合成橡膠與合成樹(shù)脂的所有領(lǐng)域。
熱塑性彈性體分類
1、TPV-熱塑性彈性體動(dòng)態(tài)硫化橡膠
Thermoplastic Vulcanizate;
動(dòng)態(tài)全硫化：是指在熱塑性樹(shù)脂與橡膠熔融共混時(shí)，橡膠相在交聯(lián)劑作用下發(fā)生化學(xué)交聯(lián)，并借助強(qiáng)烈的機(jī)械剪切作用，被剪切破碎成大量微米級(jí)交聯(lián)橡膠顆粒，分散在熱塑性樹(shù)脂連續(xù)相中的過(guò)程。
以PP為硬鏈段、EPDM為軟鏈段進(jìn)行熔融共混時(shí)，加入使其硫化的交聯(lián)劑，利用密煉機(jī)、螺桿機(jī)等機(jī)械高度剪切的力量，使完全硫化的EPDM交聯(lián)橡膠的粒子，以微米級(jí)尺寸(低于1微米)充分分散在PP基體之中。
★TPV具有硫化橡膠的耐熱性能和低壓縮變形性能;
★優(yōu)良的加工性能：可用注射、擠出等熱塑性塑料的加工方法加工，高效、簡(jiǎn)單易行，無(wú)需增添設(shè)備，流動(dòng)性高、收縮率小。
★TPV不需硫化的易加工共性能，使橡膠工業(yè)生產(chǎn)流程縮短了l/4，節(jié)約能耗25%～40%，提高效率10～20倍，堪稱橡膠工業(yè)又一次材料和工藝技術(shù)革命。
★比重輕(0.90—0.97)，外觀質(zhì)量均勻，表面檔次高，手感好。熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠(TPV)的性能特點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面(該數(shù)據(jù)參考道恩北化TPV所提供的11-64A“對(duì)應(yīng)santoprene 101-64”質(zhì)檢表)：
★TPV在-60℃～+135℃可正常使用;不承受負(fù)荷時(shí)，耐高溫能達(dá)到+150℃。
★ 軟硬度應(yīng)用范圍廣，25A—70D;
★ 易染色的優(yōu)點(diǎn)大大提高了制品設(shè)計(jì)的自由度。
★綠色環(huán)保，可回收使用，且反復(fù)使用六次性能無(wú)明顯下降;
★TPV具有極優(yōu)的耐臭氧及耐侯性;
★TPV具有抗動(dòng)態(tài)疲勞性、極好的耐候性、良好的耐磨性;
★良好的彈性和耐壓縮變形性，耐環(huán)境、耐老化性相當(dāng)于三元乙丙橡膠;
★TPV對(duì)水基酸堿液體、極性油品具有出色的抗侵蝕能力
★TPV耐油耐溶劑性能與通用型氯丁橡膠不相上下。
★TPV具有優(yōu)良的耐酸堿性能，對(duì)酸堿類清潔劑均有很強(qiáng)抵抗力，在酸堿環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間使用后仍能保持原有特性。
此外，由道恩北化TPV所提供的阻燃級(jí)TPV(型號(hào)12-64A)、抗紫外級(jí)(13-64A)、高流動(dòng)級(jí)(14-64A)、耐高溫級(jí)(732-64A)、食品級(jí)(F621-64A)等相關(guān)的UL認(rèn)證書(shū)、FDA證書(shū)、SGS、MSDS可以看出，TPV在線材阻燃(Vo、V1、V2、HB)、紫外線抗老化、熱空氣老化(1000C、720h)、氙燈老化(1000h 650C 8KJ/m-2*h )、抗高溫(–60—150℃)、耐臭氧(230C、100ppm、48h)、耐油性(1250C、72h@3#oil)方面的性能是非常有優(yōu)勢(shì)的。 (以上數(shù)據(jù)已經(jīng)第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)檢測(cè)，歡迎各方面朋友監(jiān)督檢查)
2、TPO-聚烯烴熱塑性彈性體
ThermoplasticPolyolefin;以PP和EPDM的簡(jiǎn)單物理共混物(部分硫化)，簡(jiǎn)稱TPO。
在日本，除了TPU，其他熱塑性彈性體類材料習(xí)慣上統(tǒng)稱為TPO，即日本人說(shuō)的TPO=TPE=TPV=TPR;但目前的TPO基本上都改進(jìn)為高度硫化橡膠(近似于TPV)，但又添加部分SEBS進(jìn)行改性，所以碰到日本客戶時(shí)需要多多詢問(wèn)。
日本三菱化學(xué)在1984年又以SEBS、SEPS為基料制成了性能更好的混合料，并將此飽和型TPS命名為“Rubberron”上市。因此，SEBS 和SEPS不僅是通用，與PP塑料熔融共混，形成IPN型TPS(所謂IPN，實(shí)際是兩種網(wǎng)絡(luò)互相貫穿在一起的聚合物，故又稱之為互穿網(wǎng)絡(luò)化合物;它們大多數(shù)屬于熱固性樹(shù)脂類，但也有不少像TPE的以交叉連續(xù)相形態(tài)表現(xiàn)出來(lái)的熱塑性彈性體)。用SBS 或SE8S 為基材與其他工程塑料形成的IPN—TPS，可以不用預(yù)處理而直接涂裝;涂層不易刮傷，并且具有一定的耐油性，彈性系數(shù)在低溫較寬的溫度范圍內(nèi)沒(méi)有什么變化，大大提高了工程塑料的耐寒和耐熱性能。苯乙烯類化合物與橡膠接技共聚也能成為具有熱塑性的TPE，已開(kāi)發(fā)的有EPDM/苯乙烯、BR/苯乙烯、CI—IIR/苯乙烯、NR/苯乙烯等。
總結(jié)：
a、TPO和TPV都屬于聚烯烴類熱塑性彈性體，為了區(qū)別TPV論壇上習(xí)慣簡(jiǎn)稱其為聚烯烴類熱塑性彈性體(也可稱為：熱塑性彈性體部分硫化橡膠);
b、TPO(以TPO為品牌名稱的基本都是日本企業(yè)，如理研TPO)近似于國(guó)內(nèi)的TPV體系，價(jià)格在45左右，且產(chǎn)能相當(dāng)緊張(日本汽車行業(yè)消耗)。
3、熱塑性彈性體TPE
國(guó)內(nèi)一般叫“TPE”材料，基本上屬于苯乙烯類熱塑性彈性體。
苯乙烯類TPE(國(guó)外稱TPS)，為丁二烯或異戊二烯與苯乙烯嵌段型的共聚物，性能接近SBR橡膠。
優(yōu)點(diǎn)：具有橡膠的高彈性，又具有可注塑加工的特征;環(huán)保無(wú)毒安全，有優(yōu)良的著色性，觸感柔軟，耐候性，抗疲勞性和耐溫性，加工性能優(yōu)越，無(wú)須硫化，可以循環(huán)使用降低成本，既可以二次注塑成型，與PP、PE、PC、PS、ABS等基體材料包覆粘合，也可以單獨(dú)成型。
缺點(diǎn)：SBS 和SIS的最大問(wèn)題是耐熱性差，使用溫度一般不能超過(guò)80℃。同時(shí)，其強(qiáng)伸性、耐候性、耐油性、耐磨性等也都無(wú)法同橡膠相比。
近年來(lái)美歐等國(guó)對(duì)它進(jìn)行了一系列性能改進(jìn)，先后出現(xiàn)了SBS和SIS 經(jīng)飽和加氫的SEBS 和SEPS。SEBS(以BR加氫作軟鏈段)和SEPS(以IR加氫作軟鏈段)可使抗沖強(qiáng)度大幅度提高，耐天侯性和耐熱老化性也好。
改性TPE(SEBS/ SEPS)的特點(diǎn)：
改性后的TPE耐溫可以到110℃，Vo阻燃、無(wú)鹵阻燃系列的SEBS/ SEPS改性TPE因其拉伸效好、表面光滑，目前在蘋果耳機(jī)線等應(yīng)用上較為常見(jiàn)，主要生產(chǎn)廠家來(lái)自臺(tái)灣地區(qū)，但價(jià)格昂貴。
4、苯乙烯類彈性體TPR：熱塑性橡膠
Thermoplastic Rubber-TPR
TPR最初是美國(guó)人首先起出來(lái)的，當(dāng)時(shí)熱塑性彈性體尚無(wú)統(tǒng)一的命名，習(xí)慣以英文字母縮寫語(yǔ)TPR表示熱塑性橡膠，TPE表示熱塑性彈性體(兩者在有關(guān)資料著作中均有使用);并應(yīng)用在PP和EPDM的簡(jiǎn)單共混物上的，后來(lái)AES公司的PP/EPDM型TPV(初期叫TPR后來(lái)改稱TPV)也沿用了這一名稱，再后來(lái)這一名稱可能是臺(tái)灣人叫開(kāi)了，并在大陸流行。
不管國(guó)外怎么稱呼，目前中國(guó)國(guó)內(nèi)TPR與苯乙烯類TPE屬于同一個(gè)概念，表示熱塑性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，習(xí)慣稱為熱塑性丁苯橡膠，即在國(guó)內(nèi)TPE=苯乙烯類TPE。
但是，因?yàn)闅v史和翻譯問(wèn)題，TPV(熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠)的中文簡(jiǎn)稱為熱塑性橡膠(英文Thermoplastic Rubber)，即TPR。這也就是我們不和客戶說(shuō)我們的材料PP/EPDM型TPV叫TPR，因?yàn)檫@樣一說(shuō)有的客戶以為是苯乙烯類彈性體，那如果是SBS基料的，價(jià)格比TPV低的多了。
5、聚氨酯類熱塑性彈性體(簡(jiǎn)稱TPU)
聚氨酯類TPE系由與異氰酸酯反應(yīng)的氨酯硬鏈段與聚酯或聚醚軟鏈段相互嵌段結(jié)合的熱塑性聚氨酯橡膠，簡(jiǎn)稱TPU。
優(yōu)點(diǎn)：TPU具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、耐油性和耐屈撓性，特別是耐磨性最為突出;耐溫：-30-120℃。
缺點(diǎn)：耐熱性、耐熱水性、耐壓縮性較差，外觀易變黃，易粘模具，加工工藝要求精準(zhǔn)，加工成本高。
3.結(jié)論
目前，熱塑性彈性體尚無(wú)統(tǒng)一的命名，習(xí)慣以英文字母縮寫語(yǔ)，為統(tǒng)一起見(jiàn)，都以TPE或熱塑性彈性體稱之。
(1)TPE=TPR，是所有熱塑性彈性體和熱塑性橡膠的總稱，在中國(guó)代表苯乙烯類彈性體;
(2)美國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等地區(qū)的對(duì)苯乙烯類彈性體TPE(SBS、SEBS、SIS基體)和動(dòng)態(tài)硫化橡膠TPV(EPDM+PP-X)不分類，統(tǒng)稱TPR。
(3)EPDM+PP的彈性體屬于聚烯烴彈性體，即TPV和TPO是同樣的概念;
(4)聚烯烴彈性體TPV/TPO區(qū)別：a、共同點(diǎn)：TPO、TPV都是由EPDM(聚烯烴彈性體)+PP。b、不同點(diǎn)：TPO-聚烯烴熱塑性彈性體;TPV-動(dòng)態(tài)硫化熱塑性彈性體橡膠; TPO屬于簡(jiǎn)單物理共混物(部分硫化，交聯(lián)程度低)，TPV是完全硫化(動(dòng)態(tài)微米級(jí)別的鑲段式完全硫化，交聯(lián)程度非常高)。
(5)TPU：耐磨，拉伸大;彈性差，不耐酸堿、油。 TPV：耐酸堿、油、耐氣候、耐高溫，抗紫外、彈性最好;拉伸差。 TPE/TPR：各種性能都很平庸，單價(jià)價(jià)格最便宜。
