科普丨怎么更好的提高热塑性弹性体TPE-S的断裂伸长率?

发布日期:2020-04-27 浏览:0

TPE-S热塑性弹性体,其中的“S”为苯乙烯段共聚物“styrene block copolymer,”的缩写,通常为SBS和SEBS(见下面的化学结构)。SBS可能占有最大的市场通常用在抗化学和老化不关键的场合。SEBS有更好的耐热性能,机械性能及UV抗紫外线性能。


TPE-S可用多种工艺方法加工,如注塑、挤塑、吹塑及薄膜吹塑。最大的优点是可用标准的机器加工。


热塑性弹性体TPE-S

1.化学结构

SBS和SEBS是基于苯乙烯嵌段共聚物带有硬段和软段。在SBS中,苯乙烯为端部段,给材料热塑性塑料性能,而中间段丁二烯,给予材料橡胶性能。在SEBS中乙烯和丁烷共聚段(ethylene-co-butane)来提供弹性性能。


2.TPE-S的性能

+ 硬度可在很宽的范围调节;

+ 耐磨性能很好;

+ 低温韧性好;

+ 能做成透明;

+ 很好的透气和透湿的性能;

+ 可加UV紫外线稳定剂;

+ 容易加工;

+ 比TPE-O更好着色;

+ 和很多其他的材料粘接性能好(双色注塑),如PP, PS, ABS, and PA;

- 比 TPE-O的抗化学性能差。

3.应用领域

TPS基弹性体广泛应用多种工业领域:汽车、消费品、建筑、保健品、拖鞋、运动服、线缆和工程等。在某些产品中,TPE-O也可以使用。

断裂伸长率概要

断裂伸长率是表征材料受外力拉伸伸长变形的能力,通常以阿拉伯数字加%表述,比如,一种材料原始长度是100mm,受外力拉伸,拉伸至300mm时材料断裂,那么该材料的拉伸伸长率就是200%。


TPE-S材料断裂伸长率的影响因素

1.基体树脂分子链的柔顺性

基体树脂分子链柔顺性越好,材料断裂伸长率越高。SEBS、PP等都是柔性分子,或者说分子的构象变化能力强,决定了TPE材料的伸长率较高。


2.PP/SEBS含量的影响

PP属于柔性塑料,但丙烯分子链的柔顺性还是不如含有丁二烯分子链的SEBS。因此,PP的添加量越大,通常TPE材料的伸长率呈下降趋势。


3.油含量的影响

通常添加的油越多,TPE的伸长率越高,这是因为油添加的越多,对SEBS高分子之间的范德华力削弱越大,分子链柔顺性增大,更利于分子链的微观运动变形。有些高充油倍率的软性TPE,断裂伸长率高达1000~1500%,原因就在于此。


4.分子量大小

分子量大的材料,柔顺性好、分子量本身较小的话,分子发生柔顺变形的机会小。


5.填充体系的影响

填充物的添加量越大,TPE材料断裂伸长率越小,填充物如钙粉的添加,会影响复合共混TPE材料的相聚集态(如下图),本质上说是钙粉填充物限制或者削弱了SEBS/pp树脂体系的运动性能,使共混材料TPE的柔性下降。


6.TPE共混体系的共混均匀性(组分的相容性)

TPE各组分共混是否均匀,材料相容性如何,会影响TPE的综合性能。如材料共混不好,则材料内部容易缺陷,出现应力集中,降低材料的断裂伸长率。

获较高伸长率TPE材料注意事项

为获得较高伸长率的TPE材料,TPE的配方,或者说各组分的选择非常重要。一般地,要注意以下几点:

  • 1)选择PP共聚;

  • 2)选择分子量较大的sebs、SBS;

  • 3)填充相对较多的白油;

  • 4)可以部分配合聚烯烃弹性体,如POE、POP等;

  • 5)选择合适的相容剂;

  • 6)增加一定润滑剂比例,推荐聚硅氧烷类润滑剂,最好有一定极性的;

  • 7)相对减少填料的加入。


TPE配方体系可变动的空间很大,决定了TPE材料具有较大的断裂伸长率活动空间。通常,不同硬度和物性的TPE材料,断裂伸长率在200~1600%左右。


编辑:亨润石化,来源:全德咨询、奎源高分子等


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