TPEE發展應用
TPEE- 熱塑性聚酯彈性體是thermoplastic polyesterelastomer的簡寫,熱塑性聚酯彈性體TPEE是含有聚酯硬段和聚醚軟段的嵌段共聚物;其中聚醚軟段和未結晶的聚酯形成無定形相,聚酯硬段部分結晶形成結晶微區,起物理交聯點的作用。熱塑性聚酯彈性體具有橡膠的彈性和工程塑料的強度,軟段賦予它彈性,使它像橡膠;硬段賦予它加工性能,使它像塑料。與橡膠相比,它具有更好的加工性能和更長的使用壽命;與工程塑料相比,它同樣具有強度高的特點,而柔韌性和動態力學性能更好。 TPEE具有高強度、高彈性、耐油、耐酸堿、耐高溫、耐輻射,動態力學性能特優等特性;使用溫度范圍為-55℃~+150℃,硬度范圍30-75D。
熱塑性聚酯彈性體TPEE的發展
1926年,B.F.Goodrich公司的Waldo Semon發現了增塑PVC具有與橡膠或皮革相似的柔韌性;從此開始了熱塑性彈性體的研究。
1949年,Coleman為改善PET纖維的著色能力,研究了對乙二醇、對二甲酸二甲酯以及聚環氧乙烷二元醇的嵌段共聚物。從此關于聚酯彈性纖維的研究開始展開。五六十年代,關于聚酯彈性纖維的研究日漸全面,1967年開始了以聚對二甲酸丁二醇酯為硬段的聚酯彈性纖維的研究。
1968年,Witsiepe開始就聚酯彈性體(由對二甲酸二甲酯、1,4-丁二醇和聚醚二元醇制得)研究。1972年杜邦(Dupont)以商品名Hytrel將此類聚酯彈性體商業化。此后,Toyobo、DSM、LG CHEM、GE、Hechst Celanese、Goodyear、Montedison、Eastman化學和四川晨光科新塑膠有限責任公司等先后將聚酯彈性體商業化。
可以看出,初的研究開發TPEE的目的是為紡織工業制備高彈性纖維。今天,TPEE已成為不可替代的高性能工程級熱塑性彈性體新型材料。為適應市場需求,國外大公司現已開發耐熱、阻燃、高熔體強度等多種特殊品級,使TPEE應用領域大大擴展。
國內研究和開發TPEE的時間較晚,20世紀80年代中國科學院化學所曾對TPEE進行了研究,但其結構中硬段為PET,因為種種原因,未能實現產業化。1989年中藍晨光化工研究院開始對TPEE材料進行系統研究,1999年成功建立了實驗裝置,對TPEE的合成方法、性能特性及加工方法進行了深入細致的研究,填補了國內空白。
2002年,四川晨光科新塑膠有限責任公司正式成立,專業從事高性能工程級熱塑性彈性體的生產和研發,現已商品化TPEE高性能級(注塑)、擠出級、吹塑級、改性級、玻纖增強級和阻燃級(環保,UL94-V0級)等,硬度范圍從30shore D 到75shoreD。
以杜邦公司Hytrel為代表的TPEE具有以下特點:
1、特點
A、硬度比較高,感覺像塑料。邵爾D型硬度30~82.
B、機械強度高,高可達48MPa
C、耐熱、耐寒性好,使用溫度上限140℃,脆性強度<-70℃
D、抗沖擊(低溫沖擊)、耐疲勞。羅斯缺口屈撓個口增長性能可達1106 次
E、抗撕裂:ASTMD1004的C型撕裂強度51253KM.m-1 (硬度由35D~82D)
F、彈性高:回彈性60~70%
G、耐蠕變
H、耐油、燃料和多種其他化學藥品
2、 應用
雖然Hytrel在1972年就已工業化,但其應用的發展勢頭遠遠不如TPV。由于價格高,也限制它在一般用途的使用,大多用于要求苛刻的制品。
A、汽車安全氣囊展開門。國內外已確認Hytrel市目前的材料。
B、液壓軟管。內外層都用Hytrel,擠出機螺桿是漸變變流螺桿(Gradual transition screw),等螺距、高壓縮比(2.7/1~4/1)。
C、工業車輪。耐磨、質量輕。
D、撓性連軸節:耐磨、高載荷和高扭矩下生熱小。
E、消防膠管內層膠:耐水解、耐霉菌、抗疲勞性都優良。
F、越野滑雪靴底:低溫屈撓性好、抗疲勞性佳。
G、汽車防塵罩
中檔防塵罩(如齒條防塵罩)采用EPDM TPV(如Santoprene),中和防塵罩(如CVJ)采用TPEE(如Hytrel)。天津環宇公司用進口生產設備已大批量生產。
從表11可見,只有硬度47D級的TPEE可以達到大眾和德爾福(Delph)的防塵罩力學性能要求。生產工藝:注一吹成型、設備與TPV防塵罩相同。TPEE注塑之前必須嚴格控制水分含量(<0.1%)注一吹操作中,TPEE的溫度敏感性比TPV達,要多加注意。
目前中國橡膠行業使用TPEE量大的產品就是汽車防塵罩,但是相對用量還是不大。
據杜邦公司稱:日本Shuehiro公司從傳統的硅橡膠改用Hytrel來制作遙控器的按鍵,從而縮短了生產周期、增強了設計的靈活性,相當“理想“。如果此技術得到推廣,則TPEE的用量會大大增加。TPEE發展應用TPEE發展應用TPEE發展應用