聚苯乙烯系弹性体tpe-s
1 tpe-s概念
tpe-s是以sbs(聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)或氢化级sbs——sebs为基材改性得到的一类热塑性弹性体。弹性体业界习惯性的把以sebs为基材改性而得的tpe-s弹性体也称为tpe,把以sbs为基材改性而得的tpe-s弹性体称为tpr。(下文如无特别指出,提到的tpe指的是tpe-s类,而非广义的tpe热塑性弹性体概念)
2 tpe-s弹性体的基本性质
tpe-s类弹性体的共性是具有塑料的热可塑加工性及橡胶的弹性,并因可以调整硬度,从而具有舒适的弹性触感。
2.1tpe类tpe-s,表面为亚面,外观为透明,半透明或本色之圆粒或切粒。一般硬度范围为shore 0-100a,密度0.88~1.2克/立方厘米。阻燃级别hb,燃烧时冒淡淡的白色轻烟,并发出特殊之芳香气味。tpe耐老化性好,化学稳定性优良,耐温-50~80摄氏度左右。
2.2tpr类tpe-s,表面为亮面,外观为透明,半透明或本色之圆粒或切粒。一般硬度范围为shore 0-100a,密度0.88~1.2克/立方厘米。阻燃级别hb,燃烧时冒较为浓黑的烟,发出特殊之芳香气味。tpr耐老化性能,化学稳定性均不如tpe,耐温-50~60摄氏度左右,耐水解性能较差。温度较高,或在温度高的水里容易发粘。但tpr易粘胶水,容易配成鲜艳的颜色,因而在玩具及鞋材行业应用广泛。
3 tpe-s弹性体特殊物理性质的微观阐释
tpe-s材料中因含有硬段的苯乙烯链段和软段的丁二烯链段,赋予了材料塑料的硬性(使材料具有挺性及耐磨性)和橡胶的弹性(使材料具有舒适的软触感)。硬段的苯乙烯链段嵌在丁二烯软段中,使得tpe-s材料具有弹性的同时又具备弹性恢复的特性,不至于变形。
4 tpe-s弹性体的主要加工成型方法
tpe-s类弹性体极易加工成型,常规的加工方法如注塑(包括单物料注塑成型及双物料/多物料注塑成型),挤出,压延(淋膜),吹塑等都可以成型,tpe弹性体还可以熔胶成液体态,再浇注入预定的模具中,成型冷却即可。
5 tpe-s弹性体的主要应用领域/用途
5.1单物料应用
直接注塑成型生产软胶玩具,箱包配件,缓冲、减震件。利用tpe材料的易加工,柔软度好,弹性好的特性,满足客户的使用需求。
5.2双物料及多物料应用。
tpe-s在双物料及多物料应用上颇受青睐,在产品上包覆一层手感舒适的tpe-s,可令产品更具时代感,其舒适的触感,出色的物理性能,深受消费者的欢迎。多物料共塑时,可牢固粘接abs、pc、pa、pp、ps等塑料,tpe/tpr可调整多样的物性及硬度,使设计师发挥无限的设计灵感。应用案例:工具手柄,运动器材,轮子,电子材料,日用品等。实际应用过程中,因tpe的手感比tpr好,双物料注塑多用的是tpe,若考虑到制品的表面光亮效果,如需喷油/喷漆,须采用tpr材料。
5.3食品接触器具类。
符合食品接触卫生性,耐高温及耐低温,可满足食品器具全面之要求。tpe-s触感舒适,止滑,容易配成多彩的颜色,便于发挥设计灵感,令生活更多姿多彩。应用案例:餐具手柄,餐具勺、叉,盖子,防滑杯垫,冰箱冰格等。
5.4医疗器械类
tpe-s符合绿色环保之潮流及医疗食品卫生性,优良的耐药品性,良好的触感,增加了产品的功能性及舒适性。应用案例;医疗管,一次性输液器,防毒面罩,瓶塞,洗耳球等。
5.5汽车配件类
tpe-s材料可耐高温及低温(-50-80℃),极佳的流动性、耐油性,优良的柔韧性,优良的环保性,满足客户对产品极高的耐候性之需求。应用案例:轮胎缓冲器,手柄,方向盘,防尘罩等。
5.6 挤出制品
tpe-s具有良好的抗紫外线和耐化学性,简易的挤出工艺,是取代传统橡胶及pvc的新型理想材料。应用案例:耳机线、usb线、电缆、建筑物密封条、门窗胶条、防撞缓冲条等。
5.7特软制品
tpe-s符合人体皮肤接触卫生要求,为公认的绿色环保材料。高透明、高抗张、高延伸及柔韧之触感(类似皮肤的亲昵触感),大受消费者的追捧。体验tpe-s材料带来的贴身的柔软触感,细心关怀。应用案例:特软软体玩具,女性丰胸垫,成人用品等。
6 tpe-s(tpe/tpr)与pvc之区别比较
6.1.tpe/tpr与pvc软胶基本组分——
tpe/tpr软胶,是以硬质sebs/sbs(聚苯乙烯——丁二烯——苯乙烯嵌段共聚物)为主要基材,添加软化油,
填充物及其他成分制成的功能性复合材料。
pvc软胶是以聚氯乙烯为主要基材,添加软化剂(增塑剂),抗稳定剂等其他组分,制成的具有橡胶弹
性的复合软胶材料。
6.2.tpe/tpr与pvc软胶基本特性——
tpe/tpr软胶,为透明,半透明及本色颗粒,比重0.85~1.2克/立方厘米左右,耐温-50-80摄氏度,具有
橡胶的弹性及柔软的触感,硬度范围shore0-100a.耐一般化学性好,耐汽油性,耐温,耐水解性稍差。
tpe/tpr软胶燃烧时带有特殊的芳香气味,材料可粘胶水,表面可喷油,丝印。
pvc软胶,可制成透明,半透明及本色颗粒,比重1.1~1.4克/立方厘米左右,耐温-40-80摄氏度。
pvc分硬质pvc及软质pvc之分,硬质pvc强度高,用于生产结构性材料。通常说的pvc软胶指的是软质pvc
,通过加入增塑剂(常用的是邻苯二甲酸盐)降低pvc的硬度以改善pvc材料的加工性及延展性。pvc软胶
耐酸碱性能,化学稳定性好,不易燃,燃烧具有难闻的氯气味。
6.3.tpe/tpr与pvc软胶环保性能比较——
tpe/tpr——由于生产tpe/tpr软胶的材料sebs/sbs热稳定性好,且在改性生产过程中不引入有毒有害的其他组分,
因而tpe/tpr软胶符合rohs,reach,pahs,np,en71环保检测标准,选用优质的原材料可做到fda食品级标准。
pvc——由于聚氯乙烯树脂热稳定性差,难于加工,通常会引入增塑剂及热稳定剂。目前大多数pvc
仍使用邻苯二甲酸盐(dehp及该系列其他)作为增塑剂。邻苯二甲酸盐为公认的有毒物质,人体接触及吸
收会增加致癌的几率。根据一些医疗研究显示,pvc增塑剂也许会导致慢性病:譬如硬皮病、胆管癌
(cholangiocarcinoma)、angiosarcoma、脑癌与acrosteolysis 。2004年,瑞典和丹麦学者组成的研
究小组发现,常用在pvc的邻苯二甲酸酯dehp和bbzp,和儿童过敏有相当强烈的关连性。pvc生产加工过
程中添加的抗稳定剂会引入重金属铅(pb),镉(cd)等。因而难于达到rohs,reach,en71环保检测标准。
6.4.tpe/tpr与pvc软胶的用途比较——
tpe/tpr软胶之应用领域—— 环保玩具(可喷油丝印),汽车配件,医疗用品,密封件,日用品,运动器材,电线
电缆,鞋底等。
pvc软胶之应用领域——传统玩具,医药行业,软质管件,密封条,电线电缆,包装行业等。