熱塑性聚酯彈性體簡稱TPEE或COPE,是一類含有PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)聚酯硬段(結晶相)和脂肪族聚酯或聚醚(非晶相)軟段的線型嵌段共聚物。TPEE屬于高性能工程級彈性體,具有機械強度高、彈性好、抗沖擊、耐蠕變、耐寒、耐彎曲疲勞性、耐油、耐化學和溶劑侵蝕等優點,具有良好的加工性,并可填充、增強及合金化改性,在汽車零部件、液壓軟管、電纜電線、電子電器、工業制品、文體用品、生物材料等領域得到了廣泛的應用。
●力學性能
通過對軟硬段比例的調節,TPEE的硬度可以從邵氏D32到D80變化,其彈性和強度介于橡膠和塑料之間。與其他熱塑性彈性體(TPE)相比,在低應變條件下,TPEE模量比相同硬度的其他TPE高。當以模量為重要的設計條件時,用TPEE可縮小制品的橫截面積,減少材料用量。
●拉伸強度
與聚氨酯彈性體(TPU)相比,TPEE壓縮模量與拉伸模量要高得多,用相同硬度的TPEE和TPU制作同一零件,前者可以承受更大的負載。在室溫以上,TPEE彎曲模量很高,適宜制作懸臂梁或扭矩型部件,特別適合制作高溫部件。TPEE低溫柔順性好,低溫缺口沖擊強度優于其他TPE,耐磨耗性與TPU相當。TPEE具有優異的耐疲勞性能,與高彈性特點相結合,使該材料成為多次循環負載使用條件下的理想材料,適宜制作齒輪、膠輥、撓性聯軸節、皮帶等。
●耐熱性能
TPEE具有優異的耐熱性能,硬度越高,耐熱性越好。TPEE的使用溫度非常高,能適應汽車生產線上的烘漆溫度(150-160℃),并且它在高溫下機械性能損失小。在120℃以上使用,TPEE拉伸強度遠遠高于TPU。此外,TPEE還具有出色的耐低溫性能。TPEE脆點低于-70℃,并且硬度越低,耐寒性越好,大部分TPEE可在-40℃下長期使用。由于在高、低溫時表現出的均衡性能,TPEE的工作溫度范圍非常寬,可在-70-200℃使用。
●耐化學介質性
TPEE具有極好的耐油性,在室溫下能耐大多數極性液體化學介質(如酸、堿、胺及二醇類化合物),其耐化學品的能力隨其硬度的提高而提高。TPEE對大多數有機溶劑、燃料及氣體的抗溶脹性能和抗滲透性能較好,對燃油滲透性僅為氯丁膠、氯磺化聚乙烯等耐油橡膠的1/3-1/300。
●耐候性、耐老化性
TPEE在水霧、臭氧、室外大氣等各種外界條件下,化學穩定性優良。象大多數熱塑性彈性體(TPE)一樣,在紫外光作用下會發生降解(310nm以下的紫外光是降解的一個主要因素),因此對于室外應用或制品受陽光照射的條件,配方中應添加紫外光防護助劑,其中包括炭黑和各種顏料或其他屏蔽材料,酚類防老劑和苯并三唑型紫外光屏蔽劑并用,能夠有效地起到防紫外光老化。
●高回彈性
將TPEE材料應用到彈簧中,可使彈簧具有很長的使用壽命,能夠幫助火車很平穩地啟動、加速、減速以及停止等。和金屬彈簧所不同的是,它不會生銹、也不會在自然環境條件下發生惡化、或者造成彈性破裂和損失等。而與橡膠材料相比,具有更大的重復使用性,還能保持很好的彈性。
●加工成型性
TPEE具有優良的熔融穩定性和充分的熱塑性,故而具有良好的加工性,可采用各種熱塑性加工工藝進行加工,如擠出、注射、吹塑、旋轉模塑及熔融澆鑄成型等。在低剪切速率下,TPEE熔體粘度對剪切速率不敏感,而在高剪切速率下,熔體粘度隨剪切速率升高而下降。由于TPEE熔體對溫度十分敏感,在10℃變化范圍內,其熔融粘度變化幾倍至幾十倍,因此成型時應嚴格控制溫度。
流程:焊接→干燥→熱處理→流變學→成型(注塑、擠出、滾塑、鑄塑熔融、擠出吹塑)→機械加工→回收焊接方法:熱氣、反射鏡、加熱元件和高頻、超聲波焊接、旋轉焊接
干燥條件:107℃,有空氣去濕劑的恒溫箱2~3h,沒有空氣去濕劑的恒溫箱4~6h
流變學:粘度的大小取決于溫度,硬度大的牌號成型時采用較高的扭矩和注射壓力。
注塑成型:一般用于聚乙烯成型的設備,成型溫度260~270℃,模具溫度4~65℃
吹塑制件:薄膜,滑動—澆鑄成型的制件
滾塑成型:粉料滾塑成型
擠出吹塑:厚度降至20μm,最大吹脹系數2.8
回收:磨碎物料,干燥物料,不需退火,可以以25%~50%比例與新料摻混,單材料熔體流動速率不可降低。
TPEE具有聚酯樹脂的強韌特質,優良的耐性、抗油性及反覆耐疲勞性。TPEE廣泛用于汽車零部件、機械零件如無聲齒輪、電機電訊零件、發梳等。
TPEE塑料應用舉例:軟管套,以及液壓軟管帶、管道、密封材料;體育用品的薄膜及部件等,包括高爾夫球的表皮層;應用成型材料、汽車部件、帶類、軟硬管道;燃料水槽part、密封劑、各種齒輪類、鍵區、電話天線、Phos類、壓縮彈簧、管覆層、Inline-skateroller;齒輪、軸承、電話線包線。
安全氣囊罩蓋
CVJ護套
彈簧床
護具
空氣導管
耐高低溫電線護套
梳子
線纜和管材
消音齒輪