TPEE,TPU,TPV三种弹性材料对比分析

TPEE,TPU,TPV三种弹性材料对⽐分析
TPEE,TPU,TPV三者都属于弹性体材料,各有各的优点和应⽤范围,选择哪种材料主要取决于使⽤环境和使⽤要求。今天详细介绍⼀下这三种材料。
TPEE
热塑性聚酯弹性体(TPEE)是⼀类含有PBT(聚对苯⼆甲酸丁⼆酯)聚酯硬段(结晶相)和脂肪族聚酯或聚醚(⾮晶相)软段的线型嵌段共聚物。TPEE属于⾼性能⼯程级弹性体,具有机械强度⾼、弹性好、抗冲击、耐蠕变、耐寒、耐弯曲疲劳性、耐油、耐化学药品和溶剂侵蚀等优点,具有良好的加⼯性,并可填充、增强及合⾦化改性,在汽车零部件、液压软管、电缆电线、电⼦电器、⼯业制品、⽂体⽤品、⽣物材料等领域得到了⼴泛的应⽤。
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、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。和⼤多数TPE⼀样,在紫外光作⽤下会发⽣降解,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熔体黏度对剪切速率不敏感,⽽在⾼剪切速率下,熔体黏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,其熔融黏度变化⼏倍⾄⼏⼗倍,因此成型时应严格控制温度。
TPU
聚氨酯热塑性弹性体(TPU)⼜称聚氨酯橡胶,属于⼀类在分⼦链中含有较多氨基甲酸酯基团(—NHCOO—)的弹性聚合物材料。它是由低聚酯⼆异氰酸酯与带有端羟基的聚醚或聚酯多元醇以及低分⼦量⼆元醇链增长剂相互应⽽制得。
TPU是⼀种嵌段聚合物,⼀般由多元醇的柔性长链构成软段,以⼆异氰酸酯及扩链剂构成硬段。硬段与硬段互相交替排列有序,形成重复结构结晶单元,赋予弹性体以⾼强度、刚性和⾼熔点等性能;软段则⽆序卷曲排列,形成⽆定型区,给予弹性体以柔性、弹性、吸湿性和耐低温性能。
TPU分⼦链中含⼤量由氨酯基团和醚、酯及脲基团,以强有⼒的氢键结合⽽成。由众多的醚和酯⽣成的配⽅可以得到性能很不相同的TPU品种。这些结构特点使TPU具有优异的耐磨性、韧性和⾼弹性,也很容易与其他聚合物具有相容性。TPU的性能
(1)TPU形成及组合多样性、品种繁多,有混炼型、浇铸型和热塑型,化学结构也⽐较复杂,⽽且性能各异,如聚酯型TPU的⼒学性能⾼、耐油性好,但耐⽔性较差;聚醚型TPU的耐低温性及耐⽔性优于聚酯型,但耐油性、⼒学性能却⽐聚酯型差些。总的来说均具有良好的物理综合性能,其性能介于⼀般橡胶和热塑性塑料之间。TPU⼀般分为混炼型、浇铸型和热塑型。
(2)TPU是嵌段共聚物,硬段与软段的组分⽐例决定TPU的性能。硬段对模量、硬度和撕裂强度有特殊的作⽤,⽽软段则主要影响制品的弹性及低温性能。TPU具有优异的柔软性和回弹性,可从很软到很硬,从柔曲性很好到刚性很⼤,或者从能吸⽔分的亲⽔型式到排斥⽔的憎⽔型,并在较宽的硬度范围内(邵⽒A10-D75)保持较⾼的弹性,在相同硬度下⽐其他弹性体承载能⼒⾼。
(3)TPU具有优良的耐磨性,其耐磨性是天然橡胶的2~10倍;断裂伸长率⾼达600%~800%,⽐天然橡胶⾼出300%。
(4)TPU的冲击强度⽐较⾼,密度为1.14~1.22g/cm 3 ,抗张强度30~65MPa,酯类TPU略⾼于醚类TPU;热性能也较⾼,长期使⽤温度在-50~90℃的温度下还表现出其良好的柔软弹性。
(5)TPU耐化学性、耐油性、耐辐射、耐氧性、耐臭氧性、耐疲劳性及抗振性良好,耐热性也⽐较⾼,⽽模塑和加⼯成本低。
(6)与⾦属材料相⽐,TPU制品具有重量轻、噪⾳低、耐磨耗、加⼯费⽤低及耐腐蚀等优点;与塑料相⽐,TPU具有不发脆、弹性记忆、耐磨等优点;与橡胶相⽐,TPU具有耐磨、耐切割、耐撕裂、⾼承载性、可灌封、可浇注、硬度范围⼴等优点。
(7)TPU耐候⽐较差,在太阳光下易发⽣⽼化降解,因此在加⼯中应添加抗氧剂及光稳定剂。
TPV
热塑性硫化橡胶(英⽂为Thermoplastic Vulcanizate,简称为TPV),也简称为热塑性橡胶(英⽂Thermoplastic Rubber,简称为TPR),但这个简称容易和其它种类的TPE相混淆在⼀起,因为通常热塑性弹性体也被⼤家叫做热塑性橡胶,尤其是苯⼄烯类弹性体,⽬前⾄少在中国似乎"TPR”已经成为它的专有名称了,⼀提起TPR,就是指以SBS、SEBS等苯⼄烯类弹性体为基料的热塑性弹性体,这与苯⼄烯类弹性体在民⽤以及终端消费品领域中消耗量之⼤是分不开的。
开的。
热塑性硫化橡胶的名称如果再说的详细⼀点,那应该是热塑性动态硫化橡胶(英⽂为Thermoplastic D
yamic Vulcanizate),加了“动态”2字是更具体说明了⽣产这种热塑性硫化橡胶的⼯艺——动态硫化,这种⼯艺指在橡胶和热塑性塑料熔融共混过程中使橡胶硫化,当然在橡胶在硫化的同时也不断与热塑性塑料相混合,因此被硫化了的橡胶是作为分散相分布在热塑性塑料连续相中。
组成
TPV主要由⼆部分组成,⼀是塑料,作为连续相;⼆是橡胶,作为分散相。通常橡胶需要与软化油或增塑剂配合。硫化剂和⼀些辅助助剂也是必不可少的。另外为了降低成本或者提⾼某⽅⾯的性能,⼀些⽆机填料会被填加。
TPV的性能
(1)良好的弹性和耐压缩变形性,耐环境、耐⽼化性相当于三元⼄丙橡胶,同时其耐油耐溶剂性能与通⽤型氯丁橡胶不相上下。
弹性pvc
(2)应⽤温度范围⼴(– 60~150℃),软硬度应⽤范围⼴(25A~54D),易染⾊的优点⼤⼤提⾼了制品设计的⾃由度。
(3)优良的加⼯性能:可⽤注射、挤出等热塑性塑料的加⼯⽅法加⼯,⾼效、简单易⾏,⽆需增添设备,流动性⾼、收缩率⼩。
(4)绿⾊环保,可回收使⽤,且反复使⽤六次性能⽆明显下降,符合欧盟环保要求。 
(5)⽐重轻(0.90~0.97),外观质量均匀,表⾯档次⾼,⼿感好。
TPV的应⽤
基于以上性能特点, TPV在⼴泛的应⽤领域与传统橡胶材料、其他TPE弹性体材料或PVC等塑料材料相⽐,在综合性能和综合成本⽅⾯都具备⼀定的替代优势,从⽽为制品企业在产品创新、提升产品附加值、提⾼竞争⼒⽅⾯提供了新的选择。
A、汽车安全⽓囊展开门。
B、液压软管。
C、⼯业车轮。耐磨、质量轻。
D、挠性连轴节:耐磨、⾼载荷和⾼扭矩下⽣热⼩。
E、消防胶管内层胶:耐⽔解、耐霉菌、抗疲劳性都优良。
F、越野滑雪靴底:低温挠屈性好、抗疲劳性佳。
G、汽车防尘罩。

本文发布于:2024-09-23 06:27:28,感谢您对本站的认可!

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