TPEE- 热塑性聚酯弹性体是thermoplastic polyester elastomer的简写,热塑性聚酯弹性体TPEE是含有聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物;其中聚醚软段和未结晶的聚酯形成无定形相,聚酯硬段部分结晶形成结晶微区,起物理交联点的作用。热塑性聚酯弹性体具有橡胶的弹性和工程塑料的强度,软段赋予它弹性,使它像橡胶;硬段赋予它加工性能,使它像塑料。与橡胶相比,它具有更好的加工性能和更长的使用寿命;与工程塑料相比,它同样具有强度高的特点,而柔韧性和动态力学性能更好。 油、耐酸碱、耐高温、耐辐射,动态力学性能特优等特性;使用温度范围为-55℃~+150℃,硬度范围30-75D。
热塑性聚酯弹性体TPEE的发展
1926年,B.F.Goodrich公司的Waldo Semon发现了增塑PVC具有与橡胶或皮革相似的柔韧性;从此开始了热塑性弹性体的研究。
1949年,为改善PET纤维的着色能力,研究了对乙二醇、对苯二甲酸二甲酯以及聚环氧乙烷二元醇的嵌段共聚物。从此关于聚酯弹性纤维的研究开始展开。五六十年代,关于聚酯弹性纤维的研究日渐全面,1967年开始了以聚对苯二甲酸丁二醇酯为硬段的聚酯弹性纤维的研究。
1968年,Witsiepe开始就聚酯弹性体(由对苯二甲酸二甲酯、1,4-丁二醇和聚四氢呋喃醚二元醇制得)研究。1972年杜邦(Dupont)以商品名Hytrel将此类聚酯弹性体商业化。此后,GE、Hechst Celanese、Goodyear、Montedison、Eastman化学和四川晨光科新塑胶有限责任公司等先后将聚酯弹性体商业化。
可以看出,最初的研究开发TPEE的目的是为纺织工业制备高弹性纤维。今天,TPEE已成为不可替代的高性能工程级热塑性弹性体新型材料。为适应市场需求,国外大公司现已开发度等多种特殊品级,使TPEE应用领域大大扩展。
国内研究和开发TPEE的时间较晚,20世纪80年代中国科学院化学所曾对TPEE进行了研究,但其结构中硬段为PET,因为种种原因,未能实现产业化。1989年中蓝晨光化工研究院开始对TPEE材料进行系统研究,1999年成功建立了实验装置,对TPEE的合成方法、性能特性及加工方法进行了深入细致的研究,填补了国内空白。
2002年,,专业从事高性能工程级热塑性弹性体的生产和研发,现已商品化TPEE高性能级(注塑)、挤出级、吹塑级、改性级、玻纤增强级和阻燃级(环保,UL94-V0级)等,硬度范围从30shore D 到75shore D。
以杜邦公司Hytrel为代表的TPEE具有以下特点:
1、特点
• A、硬度比较高,感觉像塑料。
• B、机械强度高,{zg}可达48MPa
• C、耐热、耐寒性好,使用温度上限140℃,脆性强度<-70℃
• D、抗冲击(低温冲击)、耐疲劳。罗斯缺口屈挠个口增长性能可达1×106 次
• E、抗撕裂:ASTMD1004的C型撕裂强度51×253KM.m-1 (硬度由35D~82D)
• F、弹性高:回弹性60~70%
• G、耐蠕变
• H、
2 应用
虽然Hytrel在1972年就已工业化,但其应用的发展势头远远不如TPV。由于价格高,也限制它在一般用途的使用,大多用于要求苛刻的xx制品。
• A、汽车安全气囊展开门。国内外已确认
• B、液压软管。内外层都用Hytrel,挤出机螺杆是渐变变流螺杆(Gradual transition screw),等螺距、高压缩比(2.7/1~4/1)。
• C、工业车轮。耐磨、质量轻。
• D、挠性连轴节:耐磨、高载荷和高扭矩下生热小。
• E、消防胶管内层胶:耐水解、耐霉菌、抗疲劳性都优良。
• F、越野滑雪靴底:低温屈挠性好、抗疲劳性佳。
• G、
中档防尘罩(如齿条防尘罩)采用EPDM TPV(如Santoprene),中xx和xx防尘罩(如CVJ)采用TPEE(如Hytrel)。天津环宇公司用进口生产设备已大批量生产。
,只有硬度47D级的TPEE可以达到大众和德尔福(Delph)的防尘罩力学性能要求。生产工艺:注一吹成型、设备与TPV防尘罩相同。TPEE注塑之前必须严格控制水分含量(<0.1%)注一吹操作中,TPEE的温度敏感性比TPV达,要多加注意。
目前中国橡胶行业使用但是相对用量还是不大。
据杜邦公司称:日本Shuehiro公司从传统的硅橡胶改用Hytrel来制作遥控器的按键,从而缩短了生产周期、增强了设计的灵活性,相当“理想“。如果此技术得到推广,则TPEE的用量会大大增加。
表11 防尘罩(CVJ)的部分技术要求与TPEE和TPV性能对比
项目 技术规范 材料性能
大众 TL 52281 DELPH TPEE(Hytrel) TPV(Santoprene)
8105 BK 103-40 103-50
邵尔D型硬度/度 45±4 45(36~52) 47 40 50
拉伸强度/Mpa,≥ 25 29 32 19 27
{bfb}定伸应力/Mpa, ≥ 9 8.6 10.0
拉断伸长率/%,≥ 550 300 600 600 600
撕裂强度/kN.m-1 100 134 64.6 90
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