熱塑性聚酯彈性體(TPEE)的性能優(yōu)異,既有橡膠的彈性,又有塑料的可加工性,適合在大多數(shù)的條件下使用,在多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
熱塑性聚酯彈性體的優(yōu)異性能
熱塑性聚酯彈性體(TPEE),其主要成分是嵌段共聚物(非晶相),其中聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)為硬段(晶相),聚醚或聚酯為軟段。比較硬段和軟段,判斷它們的硬度和物理機械性能。硬段逐漸形成物理連接點,承受外部和內(nèi)部應(yīng)力;軟鏈段是均勻分散的高彈性鏈段。當(dāng)溫度低于TPEE熔點時,硬段部分結(jié)晶,形成的連接點作為物理交聯(lián)點,保證TPEE產(chǎn)品不會變形;而軟段的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度很低,與一些未結(jié)晶的硬段形成連續(xù)相。軟鏈段的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和硬鏈段的結(jié)晶溫度之間的范圍非常寬。在這個溫度范圍內(nèi),產(chǎn)生材料的塑性,可以通過相對簡單的工藝進行加工。但是物理交聯(lián)的性質(zhì)不是很穩(wěn)定,容易受溫度影響。溫度降低,硬段結(jié)合力上升,出現(xiàn)硫化橡膠的特征。
綜合的力學(xué)性能較高
TPEE材料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優(yōu)秀的。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(dāng)?shù)哪湍ズ男浴PEE材料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。
熱性能尤為突出
TPEE材料的耐熱性能非常好,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優(yōu)秀的產(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。
很好的耐化學(xué)性能
TPEE 耐化學(xué)腐蝕的性能極為優(yōu)秀,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。
很好的耐候性能
TPEE 耐化學(xué)腐蝕的性能影響極為中國優(yōu)秀,耐油性也非常好,這也是我國聚酯作為彈性體具有兩大主要優(yōu)點。一般經(jīng)濟條件下,許多的化學(xué)學(xué)習(xí)物品對TPEE 不會發(fā)展產(chǎn)生沒有任何一種腐蝕性,如酸、堿、胺及二醇類及其化合物等,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)學(xué)生有機結(jié)合溶劑、燃料和氣體的抗溶脹性能和抗?jié)B透安全性能進行非常好,而對傳統(tǒng)燃油通過滲透性研究僅為氯丁膠、氯磺化處理聚乙烯、丁氰膠等耐油橡膠的1/3~1/300。TPEE 耐熱直接水解性較差,添加聚碳酰亞胺復(fù)合穩(wěn)定劑使用可以得到明顯有效改善其抗水解性。據(jù)報道,在TPEE 分子中的PBT 硬段引進PEN 或PCT,可以自己獲得耐水解和耐熱性以及更好的TPEE。
耐候性優(yōu)秀
TPEE材料具有優(yōu)異的耐候性,在雨、雪、水霧、臭氧、室外氣候等條件下,TPEE材料性能穩(wěn)定,使用10年以上,抗拉強度變化不大。 TPEE在海水中浸泡9年以上,拉伸強度僅下降10%。