淺析TPEE 的性能、應(yīng)用及發(fā)展趨勢

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時間：2015-01-20 13:55:16點擊率：

　　1 ·熱塑性聚酯彈性體的優(yōu)異性能

　　熱塑性聚酯彈性體(TPEE)，它的主要成分是聚對苯二甲酸二醇脂(PBT)為硬段(結(jié)晶相)，聚醚或聚酯為軟段的嵌段共聚物(非晶相)。比較硬段和軟段，進行判斷他們之間的硬度及物理的機械性能。硬段逐漸形成物理的連接點，其自身承受外界和內(nèi)部的應(yīng)力;軟段是均勻分散的高彈性鏈段。當溫度低于TPEE 熔點時，硬段發(fā)部分結(jié)晶，形成的連接點起到物理交聯(lián)點的作用，保證TPEE 制品不會變形;而軟段的玻璃化溫度很低，和部分未結(jié)晶的硬段形成連續(xù)相。軟段的玻璃化溫度與硬段的結(jié)晶溫度之間的范圍很寬，在這個溫度區(qū)間內(nèi)，材料的塑性產(chǎn)生，可以采用比較簡單的工藝進行加工。不過這種物理交聯(lián)的性質(zhì)不是很穩(wěn)定，易受溫度的影響，溫度的降低硬段的束縛力就會上升，出現(xiàn)硫化橡膠的特點[1]。

　　1.1 綜合的力學(xué)性能較高

　　TPEE 有非常大的硬度范圍，在調(diào)節(jié)軟硬段比例后，TPEE 的硬度可以從邵氏30~82D，它的彈性要低于橡膠，高于塑料。同其他熱塑性彈性體(TPE)相比較，在低應(yīng)變的時候，其他的熱塑性彈性體要比相同硬度的TPEE 模量要低。若以模量為重要的設(shè)計條件，制品的橫截面積可以用TPEE 制作得較小，實驗的樣品壁厚也可以更薄一些，這樣就可以很大程的減少材料的用量。TPEE 有著非常好的拉伸強度，韌性和回彈性都是極為的。TPEE 拉伸模量和壓縮模量要遠遠高于聚氨脂(TPU)，TPEE 和TPU 在進行制作相同制品時，一般情況下TPEE 的彎曲模量很高，而在溫度較低的時候TPU 的硬度過高，基于以上的性能比較，TPEE 作為扭矩型部件和懸臂梁非常合適，尤其是在高溫部件的制作上，更具有優(yōu)勢。TPEE 的柔順性在低溫時體現(xiàn)的更好，其沖擊強度要遠勝于其他TPE，具有TPU 相當?shù)哪湍ズ男訹1]。TPEE 還有著非常好的耐疲勞性能，尤其是在低應(yīng)變條件下，因為滯盾損失少，在與和高彈性進行結(jié)合后，它更加適合在多次循環(huán)負載的條件下使用，所以在齒輪、皮帶、膠輥的制品中得到廣泛的應(yīng)用[2]。

　　1.2 熱性能尤為突出

　　TPEE 的耐熱性能非常好，硬度越高，耐熱能力越強，這一特點極大地提高了其產(chǎn)品品質(zhì)。TPEE 在持續(xù)受熱后依然能夠保持的產(chǎn)品品質(zhì)，有研究顯示，在110~140℃連續(xù)加熱10h 不失重，在160℃和180℃分別加熱10h，產(chǎn)品的失重只有0.05%。等速升溫曲線顯示，TPEE 在溫度達到250℃的時候才失重，溫度達到300℃累計失重5%，到400℃才會出現(xiàn)明顯的失重情況。TPEE 的使用溫度很高，尤其是在短期內(nèi)使用的溫度特別高，因此，在烘漆溫度為150℃-160℃的汽車生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。其主要的原因還有就是在高低溫度的變化下，它的機械性能不會有較大的損失。若使用得環(huán)境溫度在120℃以上，TPEE 的拉伸強度就會遠勝于TPU。在低溫情況下，TPEE 的柔性也極為突出，在溫度下降至-70℃時，TPEE 仍然不會變脆，耐寒性非常好。因此，許多TPEE 產(chǎn)品都可以長期使用在-40℃的惡劣環(huán)境中[1][2]。

　　1.3 很好的耐化學(xué)性能

　　TPEE 耐化學(xué)腐蝕的性能極為，耐油性也非常好，這也是聚酯彈性體兩大優(yōu)點。一般條件下，許多的化學(xué)物品對TPEE 不會產(chǎn)生任何腐蝕性，如酸、堿、胺及二醇類化合物等，TPEE 的耐化學(xué)品的性能會隨著硬段含量的增加而提高。TPEE 對大多數(shù)有機溶劑、燃料和氣體的抗溶脹性能和抗?jié)B透性能非常好，而對燃油滲透性僅為氯丁膠、氯磺化聚乙烯、丁氰膠等耐油橡膠的1/3~1/300。TPEE 耐熱水解性較差，添加聚碳酰亞胺穩(wěn)定劑可以明顯改善其抗水解性。據(jù)報道，在TPEE 分子中的PBT 硬段引進PEN 或PCT，可以獲得耐水解和耐熱性更好的TPEE[2]。

　　1.4 耐候性

　　TPEE 的耐候性能，在雨雪、水霧、臭氧、室外氣候等多種野外條件下，性能穩(wěn)定，連續(xù)使用10 年以上，其自身的拉伸強度變化不大。在海水中浸泡9 年以上的TPEE，拉伸強度也只降低了10%。

　　2· TPEE 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

　　上世紀80 年代左右我國才開始研究這方面的材料，例如中科院化學(xué)所等六家科研單位進行深入的研究和開發(fā)，目前的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品規(guī)模達到了千萬噸級的能力，許多產(chǎn)品相繼問世。晨光化工研究院完成“九五”攻關(guān)專題500t/a 熱塑性聚酯彈性體的研究和開發(fā)工作，已先后開發(fā)出高性能級、擠出級、吹塑級、共混改性級、阻燃級5 個系列30 余個牌號的產(chǎn)品。北京市化學(xué)工業(yè)研究所也利用自身的研發(fā)優(yōu)勢，建立了多條生產(chǎn)線，完成了千噸級TPEE 生產(chǎn)線。不過我國的產(chǎn)品種類還是較少，生產(chǎn)規(guī)模不大，產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)工藝都有待提高，并且產(chǎn)品在許多方面與外國的同類產(chǎn)品還有較大的差距和不足，在生產(chǎn)能力方面，還不能滿足國內(nèi)的生產(chǎn)需要[2]。

　　3 ·TPEE 的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

　　進入新的世紀我國的經(jīng)濟迅猛發(fā)展，人民的生活水平越來越高，對于高品質(zhì)的生活需求也隨之增大，服裝、日用品等相關(guān)產(chǎn)的耐久性和實用性要求很高。防水透氣型TPEE 及其改良品種是功能型綠色材料，具有其它塑料和橡膠材料無法比擬的高強度、高韌性、耐磨、耐油、耐寒、耐老化、可降解等優(yōu)異特性，同時又具有高防水透濕性，防風、防寒、抗菌、抗紫外線等。當今，全世界對TPEE 的需求每年8%的速度增長，國內(nèi)對于TPEE 的增長需求更是隨之增長，每年增長10%以上，其主要的應(yīng)用領(lǐng)域有以下幾個層面[3]。

　　3.1 高強度的復(fù)合產(chǎn)品

　　TPEE 的貼合產(chǎn)物強度高，耐磨性和氣密性好，大量用于箱包、救生制品、水上產(chǎn)品、戶外用品、體育用品的防水防磨，尤其是我國的國防工業(yè)應(yīng)用更為廣泛，如野戰(zhàn)睡袋、野戰(zhàn)水袋、野戰(zhàn)帳篷和野戰(zhàn)服裝等。

　　3.2 服裝領(lǐng)域

　　TPEE 復(fù)合織物，廣泛應(yīng)用于休閑服，防寒服，防護服，特別是戶外運動產(chǎn)品。戶外運動對產(chǎn)品防水、防風、透氣，溫暖和耐磨性要求比較高，TPEE 復(fù)合織物產(chǎn)品由于其優(yōu)異的產(chǎn)品性能，使其在服裝領(lǐng)域占有了一定的市場。

　　3.3 汽車配件

　　TPEE 具有制作的汽車的各類彈性制品具有比橡膠制品更的綜合性能，特別是TPEE 的抗疲勞性是其他彈性體無法比擬的。使用TPEE 生產(chǎn)的汽車配件的主要產(chǎn)品有CVJ 防塵罩、安全囊殼體、轎車進氣管、汽車線纜、汽車轉(zhuǎn)向器等等。

　　3.4 高分子改性劑

　　聚酯彈性體作為特種橡膠又是一個很好的高分子材料改性劑，與PET 、PBT 共混，增韌、促進結(jié)晶、改善熔體流動性;與PC 共混，改善低溫抗沖、應(yīng)力開裂;與軟質(zhì)PVC 共混，提高室溫柔順性、改善低溫性;與ABS 共混，增韌、改善耐侯性、耐油性;與PP 共混，增韌、改善表面極性，提高與涂料結(jié)合力等[3]。

　　TPEE 的研究還在向更多方向發(fā)展，目前有利用輻射法制備更高性能TPEE 的研究報道。TPEE 作為新型特種橡膠，正在被越來越多的領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。由于其優(yōu)異的性能，今后將有可能作為特種材料向航天領(lǐng)域進軍。

　　4 ·結(jié)束語

　　TPEE 材料的廣泛應(yīng)用，必將對我國的各方面事業(yè)發(fā)展帶來的機遇，與人民的生活水平的提高和我國國防事業(yè)的前進密不可分。TPEE 產(chǎn)品的優(yōu)異性能也能夠推動我國在各方面事業(yè)的進步，改善人們的生活狀態(tài)。因其使用廣泛，前景必將不可限量。

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