热塑性弹性体(TPEs)是一类聚合物,在其设计范围内,表现类似于热固性橡胶,但在超过熔体或软化温度时,可以通过热塑性加工方法进行熔体加工,与热固性橡胶不同的是,可以很容易地进行再加工和重塑。用热塑性方法处理这些材料的能力允许设计和制造自由,而热固性橡胶不提供。
所有TPE都由结晶和无定形结构域组成。一些是结晶和无定形聚合物的共混物或合金,其中一些是嵌段共聚物,其包含沿相同的聚合物链的结晶和无定形结构域的嵌段。它是充当“热逃逸交联”的结晶结构域,其给予其热塑性特征和给予它们弹性体特征的无定形结构域。结晶结构域通常称为“硬”相和作为“软”相的非晶结构域。虽然两个阶段有助于TPE的整体物理和力学性质,但是一些关键特性可以与一个相或另一个相位相关联,从而引导TPE化合物的选择或设计。
“硬相” - 塑料特性:
- 处理温度
- 连续使用温度
- 抗拉强度
- 撕裂力量
- 耐化学和流体
- 对油墨、粘合剂和过度成型基材的附着力
“软相” - 弹性体特性:
- 降低服务温度限制
- 硬度
- 灵活性
- 压缩集和拉伸集
行业通常根据成本和性能对各种TPE技术进行评估。这是一种方便的材料分类方法,但它可能非常容易引起误解,因为性能应该由应用程序的要求来定义,而不是标准的性能集,而且性能-价格曲线将根据感兴趣的性能标准而变化。在选择正确的TPE一节中,我们列出了RTP公司用于缩小范围并为应用程序选择最佳TPE的一些标准。
常见的标准包括:
- 服务温度
- 重要的是要记住,使TPEs能够被加工成热塑性塑料的东西也限制了它们在高温应用中的使用。连续使用温度是TPE保持其弹性特性并在应用中继续发挥作用的最高温度。
- 不同系列的TPEs具有广泛的连续使用温度范围,了解应用程序的使用温度是为该应用程序选择最佳TPE的关键的第一步。
- 连续使用温度报告为华氏度或摄氏度。
- 化学或液体曝光
- 与连续使用温度的情况一样,各种TPE系列具有广泛的化学和流体抗性。当暴露于有机溶剂,润滑脂,酸,碱或许多其他物质中的任何一种时,每个都具有其优点和弱点。
- 为了选择合适的材料,必须了解TPE可能接触的化学品或液体(如果有的话)。
- 化学或流体阻力通常报告为由于受控暴露于特定物质而导致的重量变化、体积变化或特定特性变化。
- 硬度要求与其他性能
- 硬度(通常在岸上A或D刻度上测量)可能是用TPE识别的最常见的属性,但对于给定的应用程序可能是最不相关的。
- 断裂处的伸长率,拉伸强度,拉伸模量,拉伸组,压缩组和弯曲模量是可以选择TPE的一些工程性质;并且,虽然在TPE家族内是真的,但这些属性和硬度中的任何一个都存在一般相关性,而这些属性与硬度之间的一般相关性,即相关性可能不会跨越家庭。
- 例如,可以有两个不同的TPEs,其硬度相同,但弯曲模量完全不同。
- 撕裂力量
- 顾名思义,这种特性是对材料抗撕裂能力的衡量。这是一个重要的考虑,在任何应用中,材料将受到类型的滥用,可能导致撕裂类型的应变。
- 撕裂强度是用“pli”(磅每线性英寸)或“N/mm”(牛顿每毫米)来衡量的。
- 压缩性能
- 对压缩的反应对于密封和垫片应用非常重要。压缩载荷下材料的两项措施包括:
- 压缩集 - 在经过预定的压缩菌株或负载后,材料返回其原始形状的能力。
- 压缩应力松弛-材料在一段时间内继续抵抗压缩载荷的能力。
- 两者都是固体TPE的“冷流动”或塑性变形的结果,两者都受到时间,温度和化学或流体暴露的影响。
- 据报道,压缩固定为未恢复的压缩的百分比,应力松弛为不再存在的初始力的百分比或绝对水平。
- 对压缩的反应对于密封和垫片应用非常重要。压缩载荷下材料的两项措施包括:
- 剥离力量
- 剥离强度是衡量TPE与刚性基材粘结程度的指标之一。
- 虽然没有关于TPE的标准测试商定,但TPE供应商采用的各种方法源自可接受的热固性橡胶和粘合剂试验方法。
- RTP公司对剥离强度的测试是RTP TP-55,它是ASTM D6892/D903的变体。这个测试需要拉开一个t形棒,是通过插入模塑过程过度成型。这种测试的测量单位是pli;RTP公司的粘接等级最低标准为15倍。
- 有凝聚力的债券失败
- 该故障模式表明TPE或塑料基板在两种材料之间的粘合之前失效。
- 经常是TPE材料撕裂。如果材料具有高撕裂强度,这种类型的故障并不总是一个不良的财产指示。实际上它可以表示非常高的粘合强度。
- 粘合剂失效
- 该故障模式发生在TPE和刚性材料的界面处。大多数债券失败是粘合剂和粘性故障的某种组合。
- 100%的粘合剂失效表明所有TPE都拉下了基材。转到第2部分:选择正确的TPE。
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