熱塑性聚酯彈性體(tPEE)又稱聚酯橡膠,是一種線性嵌段共聚物,含有聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)(聚對苯二甲酸丁二酯)聚酯硬段和脂肪族聚酯或聚醚軟段。
性能特點(diǎn)
TPEE是一種高性能工程級彈性體,具有機(jī)械強(qiáng)度高、彈性好、耐沖擊、耐蠕變、耐寒、耐彎曲疲勞、耐油、耐化學(xué)和溶劑腐蝕、加工性能好等優(yōu)點(diǎn),可填充、增強(qiáng)、合金化,廣泛應(yīng)用于汽車零部件、液壓軟管、電纜電線、電子電器、工業(yè)產(chǎn)品、文體用品、生物材料等領(lǐng)域。
1、力學(xué)性能
通過對軟硬段比例的調(diào)節(jié),TPEE的硬度可以從邵氏D30-D82變化,其彈性和強(qiáng)度介于橡膠和塑料之間。與其他熱塑性彈性體(TPE)相比,在低應(yīng)變條件下,TPEE模量比相同硬度的其他TPE高。當(dāng)以模量為重要的設(shè)計(jì)條件時(shí),用TPEE可縮小制品的橫截面積,減少材料用量。
2、拉伸強(qiáng)度
與聚氨酯彈性體(TPU)相比,TPEE壓縮模量與拉伸模量要高得多,用相同硬度的TPEE和TPU制作同一零件,前者可以承受更大的負(fù)載。在室溫以上,TPEE彎曲模量很高,適宜制作懸臂梁或扭矩型部件,特別適合制作高溫部件。TPEE低溫柔順性好,低溫缺口沖擊強(qiáng)度優(yōu)于其他TPE,耐磨耗性與TPU相當(dāng)。TPEE具有優(yōu)異的耐疲勞性能,與高彈性特點(diǎn)相結(jié)合,使該材料成為多次循環(huán)負(fù)載使用條件下的理想材料,適宜制作齒輪、膠輥、撓性聯(lián)軸節(jié)、皮帶等。
3、耐熱性能
TPEE具有優(yōu)異的耐熱性能,硬度越高,耐熱性越好。TPEE的使用溫度非常高,能適應(yīng)汽車生產(chǎn)線上的烘漆溫度(150-160℃),并且它在高溫下機(jī)械性能損失小。在120℃以上使用,TPEE拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于TPU。此外,TPEE還具有出色的耐低溫性能。TPEE脆點(diǎn)低于-70℃,并且硬度越低,耐寒性越好,大部分TPEE可在-40℃下長期使用。由于在高、低溫時(shí)表現(xiàn)出的均衡性能,TPEE的工作溫度范圍非常寬,可在-70-200℃使用。
4、耐化學(xué)介質(zhì)性
TPEE具有極好的耐油性,在室溫下能耐大多數(shù)極性液體化學(xué)介質(zhì)(如酸、堿、胺及二醇類化合物),其耐化學(xué)品的能力隨其硬度的提高而提高。TPEE對大多數(shù)有機(jī)溶劑、燃料及氣體的抗溶脹性能和抗?jié)B透性能較好,對燃油滲透性僅為氯丁膠、氯磺化聚乙烯、丁腈膠等耐油橡膠的1/3-1/300。
5、耐候性、耐老化性
TPEE在水霧、臭氧、室外大氣等各種外界條件下,化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良。大多數(shù)熱塑性彈性體(TPE)一樣,在紫外光作用下會發(fā)生降解(310nm以下的紫外光是降解的一個主要因素);因此對于室外應(yīng)用或制品受陽光照射的條件,配方中應(yīng)添加紫外光防護(hù)助劑,其中包括炭黑和各種顏料或其他屏蔽材料,酚類防老劑和苯并三唑型紫外光屏蔽劑并用,能夠有效地起到防紫外光老化。
6、高回彈性
TPEE 材料在彈簧上的應(yīng)用,使彈簧具有較長的使用壽命,有利于列車的啟動、加速、減速和平穩(wěn)停車。與金屬彈簧不同,它們在自然條件下不會生銹、變質(zhì),也不會造成彈性破裂和損失。與橡膠材料相比,它具有更大的可重復(fù)使用性,并能保持良好的彈性。
7、加工成型性
TPEE具有優(yōu)異的熔體穩(wěn)定性和足夠的熱塑性,因此具有良好的加工性能,可通過各種熱塑性加工技術(shù)進(jìn)行加工,如擠出、注射、吹塑、滾塑、熔鑄等。在低剪切速率下,TPEE熔體粘度對剪切速率不敏感,而在高剪切速率下,熔體粘度隨著剪切速率的增加而降低。由于TPEE熔體對溫度非常敏感,其熔體粘度在10℃范圍內(nèi)變化幾倍到幾十倍,因此在成型過程中應(yīng)嚴(yán)格控制溫度。
加工成型工藝
TPEE良好的加工性得益于其優(yōu)良的熔融穩(wěn)定性和充分的熱塑性,因此,可采用通過各種熱塑性加工生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)行分析加工,其加工產(chǎn)品成型工藝方法主要有包括以下幾種:
吹塑成型工藝
在 TPEE 材料的成型加工過程中,對吹塑成型的要求很高,要求材料具有較高的熔體粘度和熔融性。
擠出成型工藝
利用獨(dú)特的單螺桿形狀,TPEE材料可以加工成不同的形狀。
注射成型工藝
在應(yīng)用注射制模過程中,應(yīng)確保熔體充滿整個模具。模具噴嘴必須關(guān)閉,以避免死端和過早冷卻。
其他成型工藝
在加工TPEE的過程中,螺旋加工技術(shù)也很實(shí)用,熔鑄技術(shù)也廣泛應(yīng)用于實(shí)際加工中。