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热塑性弹性体有哪些特点和应用?
来源: 广州青晏 时间:2024-07-18

热塑性弹性体,简单来说,是一类在常温下呈现出橡胶般的弹性,而在高温时又能像塑料那样塑化成型的高分子材料。这种特殊的性质赋予了它一系列令人瞩目的特性。


   主 要 特 点   
热塑性弹性体弹性恢复性能堪称优异。例如,以常见的苯乙烯 - 丁二烯 - 苯乙烯嵌段共聚物(SBS)制成的弹性体,拉伸强度可达 15MPa 以上,断裂伸长率能超过 1000%,无论是受到拉伸还是压缩等外力作用,它都能迅速回弹至初始状态,这一点与传统橡胶十分相似。

比如我们常见的橡皮筋,很多就是由这类热塑性弹性体制成,拉伸后能轻松恢复原状,且能反复多次使用。

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良好的可加工性是热塑性弹性体的又一显著优势。它能够通过注塑、挤出、吹塑等常见的塑料加工方法进行成型,这大大提高了生产效率。就拿汽车零部件的制造来说,复杂形状的密封件可以通过注塑工艺,利用热塑性弹性体快速生产出来,既保证了质量,又提高了生产速度。
像热塑性聚氨脂弹性体(TPU),其注塑成型温度通常在 180 - 220℃之间,成型周期短,生产效率高。
热塑性弹性体的硬度范围极其广泛,从邵氏 A 硬度 20 左右的柔软如橡胶,到邵氏 D 硬度 70 以上的坚硬似塑料,能够根据不同的应用需求进行灵活调整。
在电子产品领域,我们既能看到邵氏 A 硬度 60 左右的柔软热塑性弹性体被用作手机保护套,为设备提供缓冲和防护;也能发现邵氏 D 硬度 50 左右的较硬热塑性弹性体充当电脑结构件,确保产品的稳定性和耐用性。
热塑性弹性体还具有出色的耐化学腐蚀性
以热塑性聚酯弹性体(TPEE)为例,它对酸、碱、盐等多种化学物质具有良好的耐受性。这使得它在化学工业等领域得以大展身手。例如,在化工管道的密封件中,热塑性弹性体能够抵御各种化学介质的侵蚀,确保管道的密封性和安全性。
热塑性弹性体具有可回收利用的特点,这符合当下环保的理念,有助于减少资源的浪费和对环境的污染。

当废弃的热塑性弹性体制品经过回收处理后,还能重新投入生产,被制造成新的产品。


   主 要 类 别   
苯乙烯类热塑性弹性体,如苯乙烯 - 丁二烯 - 苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和苯乙烯 - 异戊二烯 - 苯乙烯嵌段共聚物(SIS),具有良好的拉伸强度和弹性,在胶粘剂、橡胶制品等领域应用广泛。
热塑性聚氨脂弹性体(TPU)因出色的耐磨性、耐油性和机械强度,常被用于鞋底、管材、薄膜等制品。其耐磨性可达到传统橡胶的数倍,拉伸强度可达 50MPa 以上。
而热塑性聚酯弹性体(TPEE)凭借高强度、高耐热性和耐疲劳性,在汽车零部件、电器元件等方面找到了用武之地。其耐热温度可达 150℃左右,长期使用温度也能在 120℃以上。
聚烯烃类热塑性弹性体(TPO),包括乙烯 - 丙烯共聚物(EPDM/PP)等,以良好的耐候性和低温柔韧性,常见于汽车保险杠、建筑防水卷材等产品中。其低温脆化温度可低至 -50℃以下。

   制 备 方 法   
热塑性弹性体的制备方法多样。嵌段共聚法通过活性聚合技术,将不同性质的聚合物链段连接,形成具有特定性能的嵌段共聚物。

动态硫化法让橡胶相在塑料相中进行动态硫化,使橡胶粒子均匀分散于塑料基体,形成微观相分离结构。共混法则是将塑料和橡胶简单共混,并添加相容剂改善两者的相容性,从而获得热塑性弹性体。


   主 要 应 用   
在汽车内饰件方面,诸如座椅、仪表盘、扶手之类,当采用热塑性弹性体时,能够带来舒适的触感以及出色的耐磨性。
而在汽车密封系统中,像门窗密封条、油封等部位,热塑性弹性体卓越的密封性能得以充分彰显。至于汽车保险杠和车身部件,使用 TPO 等热塑性弹性体,能够有效地减轻重量,并增强抗冲击能力。
电子电器行业也是热塑性弹性体的重要应用领域。电线电缆的绝缘和护套、手机和电脑的外壳及配件、电器密封件等,都利用了热塑性弹性体良好的电绝缘性和弹性。
在医疗器械领域,一次性注射器、输液管、手术手套等制品,因为热塑性弹性体良好的生物相容性和可加工性而得以广泛应用。
日用品方面,热塑性弹性体在鞋材、玩具、运动器材、家居用品等领域也大显身手,满足了人们对舒适性、安全性和美观性的追求。

工业制品中,输送带、密封件、管道等,凭借热塑性弹性体耐磨损、耐化学腐蚀和耐老化等性能,保障了工业生产的顺利进行。


   总 结   

热塑性弹性体身为性能超凡的高分子材料,在现代社会的众多领域中发挥着不可或缺的重要作用。





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