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熱塑性彈性體（TPE）的定義

熱塑性彈性體（TPE）是指在常溫下具有固化橡膠的性質(zhì)（即彈性體的性質(zhì)），在高溫下又可以塑化變形的高分子材料。它可以用塑料加工設(shè)備加工成型，如注塑成型、擠出成型、吹塑成型、壓延成型、T-Die流延成型等，具有比傳統(tǒng)硫化橡膠更為快速的加工方式制造成品，且有質(zhì)輕（密度低）、環(huán)保（可回收、燃燒無毒）、使用壽命長（可較傳統(tǒng)橡膠達(dá)5~10倍以上）、加工變化度大、制品總成本低等優(yōu)點。在各行業(yè)中，逐漸被廣泛使用。

TPE的種類：

TPE的種類很多。TPE含有硬質(zhì)段及軟質(zhì)段，分類的方法通常是以影響最大的主鏈分子構(gòu)造的差異來分幾大類，再以軟質(zhì)段、硬質(zhì)段的分子固定方式的不同細(xì)分。可形成軟質(zhì)段的分子包括以下的橡膠：聚丁二烯（BR）、聚異戊二烯（IR）、天然橡膠（NR）、乙烯—丙烯橡膠（EPDM）、丁基橡膠（IIR）、聚異丁烯、聚乙烯—聚丁烯、非結(jié)晶性聚乙烯、聚醚、聚酯等。

另一方面，形成硬質(zhì)段的分子可使用以下塑料：聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、間規(guī)聚合1,2聚丁二烯、反式1,4聚異戊二系、聚氨酯、聚酯、聚酰胺等。

TPE的另一種分類法，依據(jù)構(gòu)造的差異分為純TPE及混摻TPE。純TPE是指一個分子鏈中，既有軟質(zhì)段與硬質(zhì)段的共價結(jié)合，在經(jīng)聚合或縮聚合而成之高分子聚合物；混摻型TPE則是將作為軟質(zhì)段的橡膠成分，與作為硬質(zhì)段的塑料成分，二者混摻制成，以苯乙烯系及氯系TPE為主流，用途逐漸擴(kuò)大。

TPE的性能比較：

1.TPU（熱塑性聚氨酯）：

TPU主要由(1)短鏈二醇與異氰酸酯反應(yīng)所得PU作硬質(zhì)段，（2）長鏈二醇與異氰酸酯反應(yīng)所得PU作軟質(zhì)段，二者構(gòu)成直鏈狀多嵌段的共聚物即為TPU。TPU主要依其軟質(zhì)段之聚醇分兩大系列：聚醚系及聚酯系，然后可內(nèi)細(xì)分為PTMG、PEG（polyoxyethylene glycol）、PPG（polyoxypropylene glycol）、ADP（Adipic ester系）、PCL（caprolacton系）、PC（polycarbonate系）等。PU的硬質(zhì)段所用的二異氰酸酯亦有許多種，但適于TPU的硬質(zhì)段則很少。最重要的二異氰酸酯則為MDI與TDI。

TPU在性能及加工工藝上有以下主要特點：

比較常見的幾類熱塑性彈性體介紹

2.TPO（聚烯烴彈性體）：

TPO的硬質(zhì)段為PP或PE等聚烯烴，軟質(zhì)為EPDM（三元乙丙膠）等橡膠，將兩者良好的混摻即得TPO。

由于TPO與軟質(zhì)或硬質(zhì)聚烯烴的差異又是并不明顯，故難以下正確定義。TPO一般專指單純將聚烯烴與橡膠進(jìn)行物理性混摻，使橡膠以微細(xì)粒子形態(tài)分散于聚烯烴基材中而成。此時所用的橡膠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膠，TPO的性質(zhì)會較好，但若加硫程度太高，則在聚烯烴中的分散變劣，使TPO性質(zhì)降低，故橡膠的加硫程度要謹(jǐn)慎控制。若于混摻過程，同時使橡膠起加硫反應(yīng)而制成之TPO，則稱為TPV（動態(tài)加硫型TPO）。

另一類TPO，則于聚合反應(yīng)器中，將硬質(zhì)段部分與軟質(zhì)段部分直接以共價鏈聚合而得，此類TPO以metallocene（茂金屬）觸媒聚合而成，另稱為M-POE，因不需混摻的成本且易控制聚合度及接枝率，因此在性能及價格上應(yīng)較傳統(tǒng)TPO具競爭力。

TPO在性能及加工工藝上有以下主要特點：

優(yōu)點：比重最小、價格低；耐寒/熱型、耐酸/堿性佳（僅次于TPEE）；耐候性、耐臭氧性、電氣絕緣性佳；加工性佳、易成型大型制品。

缺點：易受非極性溶劑，如汽油、芳香族溶劑侵蝕；抗拉強(qiáng)度低（可以填料補(bǔ)強(qiáng)）；壓縮永久變形度大；耐磨性及拉伸回彈性差。

3.TPV （動態(tài)硫化聚烯烴彈性體）

TPV是用雙螺桿擠出等擠出混合設(shè)備進(jìn)行混合擠出時，同時使橡膠加硫而制成的TPO，軟質(zhì)段的加硫橡膠粒子，可微細(xì)的分散于硬質(zhì)段的聚烯烴基材中。

TPV可依硬質(zhì)段與軟質(zhì)段的種類與組合的不同，而有許多種類規(guī)格，但最具代表性的則是PP-EPDM系，接著陸續(xù)有PP-NBR、PP-ACM、PP-NR、PP-IIR、PE-EPDM、PE-NR、PA-NBR、PA-ACM、PVC-NBR等系列TPV。

PP-EPDM系所用加硫劑為酚醛樹脂系，促進(jìn)劑為氯化亞錫，形成直徑為數(shù)μm的EPDM粒子（軟質(zhì)段），分散于PP基材（硬質(zhì)段）中。橡膠粒徑愈細(xì)，抗拉強(qiáng)度與斷裂伸長率即愈大；PP量愈大，硬度、拉伸強(qiáng)度亦隨之增加。

推薦閱讀：TPV的基本性能及影響因素（一）

TPV在性能及加工工藝上有以下主要特點：

優(yōu)點：壓縮永久變形量為TPE中最低；機(jī)械性質(zhì)較TPO佳，且硬度較TPO低；耐油性、耐候性及耐熱性佳；環(huán)保、無毒、可回收、可用于醫(yī)療器材。

缺點：耐磨性較橡膠、TPU差；價格遠(yuǎn)較TPO高；加工性一般，表面有時易有流痕；無透明性。

4.TPS（聚苯乙烯系彈性體）：

聚苯乙烯系彈性體可分為兩大類：聚苯乙烯及橡膠（丁二烯、異戊二烯、丁烯/乙烯、丁烯/丙烯）的嵌段共聚物，及以此為基材與聚烯烴、增塑劑物理共混制成的共混物。聚苯乙烯系共聚物中，分子的硬質(zhì)段為PS，軟質(zhì)段為聚丁二烯或聚異戊二烯等，代表性商品有SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）、SIS（苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物）及將之氫化后而成之SEBS（苯乙烯-乙烯、丁烯-苯乙烯嵌段共聚物）與SEPS（苯乙烯-乙烯、丙烯-苯乙烯嵌段共聚物）。

TPS的應(yīng)用依其結(jié)構(gòu)及物理性能而有區(qū)別，一般苯乙烯含量為：15-40%，性質(zhì)會依苯乙烯含量，橡膠微相構(gòu)造及組成、分子量、分子量分布及是否接官能基等因素的不同，而有很大的變化。SBS及SIS因分子中具有雙鍵結(jié)合，易受氧、臭氧、紫外線影響，SEBS及SEPS則無此顧慮，因此以SEBS/SEPS為基材的共混物，在工程材料上有許多應(yīng)用，惟其耐油性不佳。

TPS在性能及加工工藝上有以下主要特點：

優(yōu)點：制成品的物性范圍廣，易加工；較其他TPE柔軟易拉伸，接近橡膠及硅膠觸感，硬度為TPE中最低；伸長率最高、回彈性最好；可充當(dāng)許多工程塑料的相容劑及改性劑；環(huán)保、可回收、無毒、低價格（SBS系）。

缺點：SBS系列、耐熱、耐候性能差；成品耐污性、耐磨性、耐油性皆差；拉伸強(qiáng)度較PVC差、無法以高頻波接著；低硬度成品有時易出油；SEBS/SEPS系成品，不易印刷接著。

5.TPEE（聚醚酯彈性體）

TPEE分子中的硬質(zhì)段為聚酯，軟質(zhì)段為Tg值低的聚醚或聚酯，為多嵌段共聚物。

TPEE依分子構(gòu)造的不同可分為：

a.聚酯、聚醚型：硬質(zhì)段是芳香系結(jié)晶性聚酯，軟質(zhì)段則是聚醚;

b.聚酯、聚酯型：硬質(zhì)段是芳香系結(jié)晶性聚酯，軟質(zhì)段則是脂肪族聚酯；

c.液晶型TPEE：硬質(zhì)段是剛直的液晶分子，軟質(zhì)段為脂肪族聚酯。

以上三種TPEE中，最常用且需求量最多的是聚酯、聚醚型TPEE，硬質(zhì)段以PBT為代表，軟質(zhì)段聚醚則以PTMG為代表。因PBT具耐熱型，結(jié)晶速度大，而PTMG則具低玻璃移點Tg，故此種TPEE的成型性優(yōu)，并有平衡的物性及高耐熱性。

作為熱塑性彈性體，TPEE能發(fā)揮其機(jī)能的范圍為高硬度范圍。在低硬度范圍，因鏈長數(shù)目小（3以下），硬質(zhì)段會溶解在軟質(zhì)段中而存在中間層，因此微相分離不完全，也就無法具完全的彈性體機(jī)能，故TPEE低硬度制品不易獲得。

TPEE在性能及加工工藝上有以下主要特點：

優(yōu)點：耐熱性最高、耐荷重大、回彈性高；反覆疲勞特性優(yōu)且性質(zhì)強(qiáng)韌；低溫?fù)锨暂^TPU更佳；耐油/耐藥品/耐化學(xué)溶劑性佳。

缺點：不易獲得低硬度制造；加工條件較窄，須較精密加工機(jī)器；價格昂貴。

6.TPA（聚酰胺彈性體）

TPA是以聚酰胺為硬質(zhì)段，Tg值低的聚醚或聚酯為軟質(zhì)段，所構(gòu)成的多嵌段共聚物。聚酰胺的成分可為尼龍6、66、610、11、12等，但以尼龍6或12占重要部分。軟質(zhì)段的成分為聚醚二醇或聚酯二醇的長鏈聚醇。影響TPA物性最大的，是硬質(zhì)段、軟質(zhì)段的比率與種類。隨著軟質(zhì)段的增加，其伸長變長，應(yīng)力則變小。