热塑性弹性体(TPE)是一种在常温下显示橡胶弹性,高温下又能塑化成型的高分子材料。由于其兼具橡胶与塑料的优良特性,TPE在汽车、电线电缆、建筑、医疗器械、日常用品等领域有着广泛的应用。TPE的种类繁多,主要包括苯乙烯类(TPS)、烯烃类(TPO)、氯乙烯类(TPVC)、聚氨酯类(TPU)等。本文将详细介绍生产TPE的主要原料,包括基础聚合物、油类增塑剂、填充剂以及其他助剂。
一、基础聚合物
1. 苯乙烯类TPE(TPS)
TPS主要以苯乙烯类热塑性弹性体SBS为基础原料。SBS是由苯乙烯(St)和丁二烯(Bd)通过阴离子聚合得到的线型或星型嵌段共聚物。SBS中苯乙烯链段(硬段)提供强度,而丁二烯链段(软段)则贡献弹性。根据St和Bd的比例不同,可以得到不同硬度和弹性的TPS产品。
2. 烯烃类TPE(TPO)
TPO主要以乙烯、丙烯和少量非共轭二烯烃为原料,通过配位聚合得到的热塑性弹性体。聚乙烯(PE)作为硬段提供强度,而乙丙橡胶(EPR)或乙丙共聚物(EPDM)作为软段提供弹性。TPO具有良好的耐热性、耐候性和抗臭氧性,在汽车零部件中有广泛应用。
3. 氯乙烯类TPE(TPVC)
TPVC主要由聚氯乙烯(PVC)和增塑剂组成。PVC提供强度和硬度,而增塑剂则增加其柔韧性和加工性。常见的增塑剂有邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类等。TPVC具有良好的耐候性、耐化学腐蚀性和电绝缘性,在建筑和电线电缆领域有广泛应用。
4. 聚氨酯类TPE(TPU)
TPU是由多元醇(如聚酯、聚醚等)与二异氰酸酯(如MDI、TDI等)通过逐步聚合反应得到的线性聚合物。多元醇作为软段提供弹性,二异氰酸酯和扩链剂(如二醇或二胺)形成的硬段提供强度。TPU具有优异的耐磨性、耐油性和生物相容性,在医疗器械、运动鞋底等领域有广泛应用。
二、油类增塑剂
油类增塑剂在TPE中起到增加柔韧性、降低硬度和改善加工性的作用。常见的油类增塑剂有石蜡油、环烷油、芳香烃油等。在选择油类增塑剂时,需要考虑其与聚合物的相容性、挥发性、毒性以及对产品性能的影响。
三、填充剂
填充剂在TPE中主要用于降低成本、调节硬度和改善加工性能。常见的填充剂有碳酸钙、滑石粉、陶土、炭黑等。填充剂的选择和使用量需要根据产品性能和加工要求进行调整。过量使用填充剂可能导致产品力学性能下降、表面粗糙度增加等问题。
四、其他助剂
除了基础聚合物、油类增塑剂和填充剂外,TPE的生产过程中还需要添加一些助剂以改善其加工性能和使用性能。常见的助剂包括抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、防霉剂等。这些助剂的使用量一般较少,但对产品性能的影响却不可忽视。
总之,生产TPE的原料多种多样,包括基础聚合物、油类增塑剂、填充剂以及其他助剂。在选择原料时,需要根据产品性能、加工要求以及成本考虑进行综合权衡。同时,原料之间的相容性和协同作用也对产品性能有着重要影响。随着科学技术的不断发展,新型TPE原料和助剂将不断涌现,为TPE的生产和应用提供更广阔的空间。
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