浅析TPEE 的性能、应用及发展趋势

来源：塑胶五金网发布时间：2015-01-20 13:55:16点击率：

　　1 ·热塑性聚酯弹性体的优异性能

　　热塑性聚酯弹性体(TPEE)，它的主要成分是聚对苯二甲酸二醇脂(PBT)为硬段(结晶相)，聚醚或聚酯为软段的嵌段共聚物(非晶相)。比较硬段和软段，进行判断他们之间的硬度及物理的机械性能。硬段逐渐形成物理的连接点，其自身承受外界和内部的应力;软段是均匀分散的高弹性链段。当温度低于TPEE 熔点时，硬段发部分结晶，形成的连接点起到物理交联点的作用，保证TPEE 制品不会变形;而软段的玻璃化温度很低，和部分未结晶的硬段形成连续相。软段的玻璃化温度与硬段的结晶温度之间的范围很宽，在这个温度区间内，材料的塑性产生，可以采用比较简单的工艺进行加工。不过这种物理交联的性质不是很稳定，易受温度的影响，温度的降低硬段的束缚力就会上升，出现硫化橡胶的特点[1]。

　　1.1 综合的力学性能较高

　　TPEE 有非常大的硬度范围，在调节软硬段比例后，TPEE 的硬度可以从邵氏30~82D，它的弹性要低于橡胶，高于塑料。同其他热塑性弹性体(TPE)相比较，在低应变的时候，其他的热塑性弹性体要比相同硬度的TPEE 模量要低。若以模量为重要的设计条件，制品的横截面积可以用TPEE 制作得较小，实验的样品壁厚也可以更薄一些，这样就可以很大程的减少材料的用量。TPEE 有着非常好的拉伸强度，韧性和回弹性都是极为的。TPEE 拉伸模量和压缩模量要远远高于聚氨脂(TPU)，TPEE 和TPU 在进行制作相同制品时，一般情况下TPEE 的弯曲模量很高，而在温度较低的时候TPU 的硬度过高，基于以上的性能比较，TPEE 作为扭矩型部件和悬臂梁非常合适，尤其是在高温部件的制作上，更具有优势。TPEE 的柔顺性在低温时体现的更好，其冲击强度要远胜于其他TPE，具有TPU 相当的耐磨耗性[1]。TPEE 还有着非常好的耐疲劳性能，尤其是在低应变条件下，因为滞盾损失少，在与和高弹性进行结合后，它更加适合在多次循环负载的条件下使用，所以在齿轮、皮带、胶辊的制品中得到广泛的应用[2]。

　　1.2 热性能尤为突出

　　TPEE 的耐热性能非常好，硬度越高，耐热能力越强，这一特点极大地提高了其产品品质。TPEE 在持续受热后依然能够保持的产品品质，有研究显示，在110~140℃连续加热10h 不失重，在160℃和180℃分别加热10h，产品的失重只有0.05%。等速升温曲线显示，TPEE 在温度达到250℃的时候才失重，温度达到300℃累计失重5%，到400℃才会出现明显的失重情况。TPEE 的使用温度很高，尤其是在短期内使用的温度特别高，因此，在烘漆温度为150℃-160℃的汽车生产线上得到广泛应用。其主要的原因还有就是在高低温度的变化下，它的机械性能不会有较大的损失。若使用得环境温度在120℃以上，TPEE 的拉伸强度就会远胜于TPU。在低温情况下，TPEE 的柔性也极为突出，在温度下降至-70℃时，TPEE 仍然不会变脆，耐寒性非常好。因此，许多TPEE 产品都可以长期使用在-40℃的恶劣环境中[1][2]。

　　1.3 很好的耐化学性能

　　TPEE 耐化学腐蚀的性能极为，耐油性也非常好，这也是聚酯弹性体两大优点。一般条件下，许多的化学物品对TPEE 不会产生任何腐蚀性，如酸、碱、胺及二醇类化合物等，TPEE 的耐化学品的性能会随着硬段含量的增加而提高。TPEE 对大多数有机溶剂、燃料和气体的抗溶胀性能和抗渗透性能非常好，而对燃油渗透性仅为氯丁胶、氯磺化聚乙烯、丁氰胶等耐油橡胶的1/3~1/300。TPEE 耐热水解性较差，添加聚碳酰亚胺稳定剂可以明显改善其抗水解性。据报道，在TPEE 分子中的PBT 硬段引进PEN 或PCT，可以获得耐水解和耐热性更好的TPEE[2]。

　　1.4 耐候性

　　TPEE 的耐候性能，在雨雪、水雾、臭氧、室外气候等多种野外条件下，性能稳定，连续使用10 年以上，其自身的拉伸强度变化不大。在海水中浸泡9 年以上的TPEE，拉伸强度也只降低了10%。

　　2· TPEE 产业的发展现状

　　上世纪80 年代左右我国才开始研究这方面的材料，例如中科院化学所等六家科研单位进行深入的研究和开发，目前的生产能力和产品规模达到了千万吨级的能力，许多产品相继问世。晨光化工研究院完成“九五”攻关专题500t/a 热塑性聚酯弹性体的研究和开发工作，已先后开发出高性能级、挤出级、吹塑级、共混改性级、阻燃级5 个系列30 余个牌号的产品。北京市化学工业研究所也利用自身的研发优势，建立了多条生产线，完成了千吨级TPEE 生产线。不过我国的产品种类还是较少，生产规模不大，产品质量和生产工艺都有待提高，并且产品在许多方面与外国的同类产品还有较大的差距和不足，在生产能力方面，还不能满足国内的生产需要[2]。

　　3 ·TPEE 的应用及发展趋势

　　进入新的世纪我国的经济迅猛发展，人民的生活水平越来越高，对于高品质的生活需求也随之增大，服装、日用品等相关产的耐久性和实用性要求很高。防水透气型TPEE 及其改良品种是功能型绿色材料，具有其它塑料和橡胶材料无法比拟的高强度、高韧性、耐磨、耐油、耐寒、耐老化、可降解等优异特性，同时又具有高防水透湿性，防风、防寒、抗菌、抗紫外线等。当今，全世界对TPEE 的需求每年8%的速度增长，国内对于TPEE 的增长需求更是随之增长，每年增长10%以上，其主要的应用领域有以下几个层面[3]。

　　3.1 高强度的复合产品

　　TPEE 的贴合产物强度高，耐磨性和气密性好，大量用于箱包、救生制品、水上产品、户外用品、体育用品的防水防磨，尤其是我国的国防工业应用更为广泛，如野战睡袋、野战水袋、野战帐篷和野战服装等。

　　3.2 服装领域

　　TPEE 复合织物，广泛应用于休闲服，防寒服，防护服，特别是户外运动产品。户外运动对产品防水、防风、透气，温暖和耐磨性要求比较高，TPEE 复合织物产品由于其优异的产品性能，使其在服装领域占有了一定的市场。

　　3.3 汽车配件

　　TPEE 具有制作的汽车的各类弹性制品具有比橡胶制品更的综合性能，特别是TPEE 的抗疲劳性是其他弹性体无法比拟的。使用TPEE 生产的汽车配件的主要产品有CVJ 防尘罩、安全囊壳体、轿车进气管、汽车线缆、汽车转向器等等。

　　3.4 高分子改性剂

　　聚酯弹性体作为特种橡胶又是一个很好的高分子材料改性剂，与PET 、PBT 共混，增韧、促进结晶、改善熔体流动性;与PC 共混，改善低温抗冲、应力开裂;与软质PVC 共混，提高室温柔顺性、改善低温性;与ABS 共混，增韧、改善耐侯性、耐油性;与PP 共混，增韧、改善表面极性，提高与涂料结合力等[3]。

　　TPEE 的研究还在向更多方向发展，目前有利用辐射法制备更高性能TPEE 的研究报道。TPEE 作为新型特种橡胶，正在被越来越多的领域广泛应用。由于其优异的性能，今后将有可能作为特种材料向航天领域进军。

　　4 ·结束语

　　TPEE 材料的广泛应用，必将对我国的各方面事业发展带来的机遇，与人民的生活水平的提高和我国国防事业的前进密不可分。TPEE 产品的优异性能也能够推动我国在各方面事业的进步，改善人们的生活状态。因其使用广泛，前景必将不可限量。

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