什么是熱塑性彈性體TPE?
TPE是Thermoplastic Elastomer的縮寫,簡稱熱塑性彈性體。其產品既具備傳統交聯硫化橡膠的高彈性、耐老化的各項優異性能,同時又具備普通塑料加工方便特點。可采用注塑、擠出、吹塑等加工方式生產,水口邊角粉碎后100%直接二次使用。既簡化加工過程,又降低加工成本,并且其產品環保、外觀精美,使產品更具創意。因此也是一支更具人性化、高品位的新型合成材料,也是世界化標準性環保材料。
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和傳統橡膠顆粒的比較
一般橡膠制品,如天然膠NR(Natural rubber)、三元乙丙膠EPR(ethylene propylene rubber)的加工路線是這樣的:
生膠→塑煉→混煉→壓延擠出→靜置→硫化成型
而TPE產品的加工路線:
原料→共混擠出等→注塑成型等
相比較于硫化橡膠制品,具有熱塑加工性的TPE產品,其制品的工業流程縮短1/4,節能耗25% ~ 40%,效率提高10~20倍;同時TPE產品在生產時的邊角料或是最終出現的殘品、廢品、以及溢出毛邊、擠出廢膠等都可以直接返回利用。使用過的舊品,在經過簡單處理后也可再次利用。
同時TPE產品的不產生有毒物質如二惡英等致癌物質,并且加工過程中不添加任何有毒增塑劑DOP,所以對人體和環境都非常友好,能夠滿足各國日益嚴格的環保要求。
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熱塑性彈性體TPE的優勢
1.可用一般的熱塑性塑料成型機加工,不需要特殊的加工設備。
2.生產效率大幅提高。可直接用橡膠注塑機擠壓成型,時間由原來的20min左右,縮短到1min以內;由于需要的注塑成型的時間很短,生產效率大幅提高。
3.易于回收利用,降低成本。生產過程中產生的廢料(逸出毛邊、擠出廢膠)和最終出現的廢品,可以直接返回再利用;用過的TPE舊品可以簡單再生之后回收利用,減少環境污染,擴大再生資源來源。
4.節能。熱塑性彈性體大多不需要硫化或硫化時間很短,可以有效節約能源。以高壓軟管生產能耗為例:橡膠為188MJ/kg,TPE為144MJ/kg,可節能達25%以上。
5.應用領域更廣。由于TPE兼具橡膠和塑料的優點,為橡膠工業開辟了新的應用領域。可用于塑料的增強、增韌改性。自補強性大,配方簡化,配合劑對聚合物的影響制約小,質量性能更易掌握。
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如何選擇合適的TPE系列產品
常見的TPE彈性體的微觀分子結構經過多年的演化和研究,現在已形成了多種類型:
SEP/SEPS/SEEPS/SEBS等多種類型
而在我們運動地材行業來說,最需要關注的就是耐老化、耐熱性、壓縮變形、彈性恢復、耐久度等物性。
第一代苯乙烯系TPE產品,例如常見的SBS,容易老化,從而導致其應用范圍受到限制。所以基本是不使用的。
第二代TPE產品很好的解決了耐老化、耐臭氧的問題,從而使應用范圍大大增加,但是TPE產品由于其分子間作用力大,所以單獨加工作為產品的非常少,一般需要充油改善其加工性能。
如SEBS這種結構的話,往往也很少單獨使用,一般都會與其他材料如熱塑性塑料、樹脂、填料、助劑等進行配混而得到所需的性能,如流動性、硬度、顏色、透明性和柔韌性。SEBS為基礎的熱塑性彈性體的硬度可調范圍很寬從邵氏A10-A90。同時SEBS為基礎的熱塑性彈性體有良好著色性能。此外,由于SEBS中彈性體嵌段已完全氫化,因此SEBS具有優良的耐老化性并能在高溫下進行加工。
往往這里就是影響到最終質量以及產品好壞的最大影響因子之一了。
上圖是我司TPE顆粒和他品牌產品的對比。這里是以成年人在兩種顆粒上進行碾壓測試后的對比圖。左邊的他品牌產品已經基本變形,表面出現粉化的狀態。而右邊我司的TPE顆粒產品均能保持狀態,在測試人員撤離腳后迅速恢復到正常的形態,表面光潔,沒有出現破碎,粉化,斷裂等問題。
他產品:
優質產品:
因此,對于廣大的消費者而言,用于運動球場的TPE顆粒,可以觀察包裝內是否出現粉化的現象,取少許樣品,進行碾壓,感受回彈。受制于工藝和配方上的不足,一些不完備的,不成熟的產品很容易就原形畢露了。