热塑性弹性体的应用设计
热塑性弹性体的应用热塑性弹性体的应用前景展望 热塑性弹性体(TPE)兼具热塑性塑料的重复加工性和橡胶的高弹性等物理机械性能，同时又具备优秀能力的回收再生性，作为一种全新的高分子材料市场快速地发展。尽管热塑性弹性体市场增速甚猛，但与传统的橡胶材料相比，用量仍非常有限。随着新型改性技术的不断出现与材料性能的逐步的提升，热塑性弹性体必将拥有更加广阔的市场空间。 i5IJK _C_e pmYC6_FJ:_ Santoprene TPE的柔软触感及着色性为办公用品的设计及外观带来革命性的创新。（相片提供Photo Courtesy：AES）...
热塑性弹性体的应用前景展望 热塑性弹性体(TPE)兼具热塑性塑料的重复加工性和橡胶的高弹性等物理机械性能，同时又具备优秀能力的回收再生性，作为一种全新的高分子
市场快速地发展。尽管热塑性弹性体市场增速甚猛，但与传统的橡胶材料相比，用量仍非常有限。随着新型改性技术的不断出现与材料性能的逐步的提升，热塑性弹性体必将拥有更加广阔的市场空间。 i5IJK _C_e pmYC6_FJ:_ Santoprene TPE的柔软触感及着色性为办公用品的
及外观带来革命性的创新。（相片提供Photo Courtesy：AES） _#_1__1G: _QQ_}2*ec 3_%4p\_.b{ _aL[_
现出多种优异性能。 (p^_O
wv_ y F[w_pE#` 物理性能 wsb^_x}`9 3xG/_VZ Q 良好的外观质感，触感温和；易着色，色调均一，稳定；物性可调，为产品设计提供广阔的创意空间；力学性能可比硫化橡胶，但无须硫化交联；硬度范围宽广，自SHORE-A 0度至SHORE-D 70度可调；耐拉伸性能优异，抗张强度最高可达十几个Mpa，断裂伸长率最高可达十倍以上；长期耐温可超过70℃，低温度的环境性能好，在-60℃下仍能保持良好的挠曲性；良好的电绝缘性及耐电压特性；突出的防滑性能，耐磨性和耐候性能等。 i?INiy(_b~ _-_sG~~ 化学性能 *tt4l6__% _wl_^$___9 耐一般化学品（水、酸、硷、醇类溶剂）；可在溶剂中加工，可短期浸泡于溶剂或油中；无毒性；良好的抗紫外线辐射及抗氧化性能，可使用于户外环境；粘结性能好，选用合适的胶粘技术可直接与真皮或人造皮革表面牢固粘合。 n(Uc3_st_ _:` Xor_cw 生产加工 _L_{E_: ia _ _.DyYDu3 无需硫化，即具有传统硫化橡胶之特性，节省硫化剂及促进剂等辅助原料；适合注塑成型、压铸成型、热熔和溶解涂层等多种工艺；边料、馀料和废料等可完全回收再利用，且不改变性能，减少浪费；简化加工工艺，节约加工能耗与设备资源；加工周期短，降低生产所带来的成本，提高工效；加工设施及工艺简单，节省生产空间，降低不合格品率；产品无毒，无刺激性气味，对环境、设备及人员无伤害；加工助剂和配合剂较少，可节省产品质量控制和检测费用；产品尺寸精度高、质量更易控制；材料比重小，且可调；可直接与PP、ABS等多种塑料掺混而制成特种塑料合金。 .J___FX_c _r?Wp_jc_p 一般而言，热塑性弹性体具备优秀能力的物理、化学性能且易于加工，同时，该产品还具有无毒、无污染并可回收二次加工的环保优势。 p}e%&^_$YU [.TUZ^_{c) 市场前景 _ :.5_F/q !Dvv7tpEg 目前热塑性弹性体已发展到十几个品种，已取代部分天然橡胶、合成橡胶和塑料，大范围的应用于汽车配件（管、带、垫、板等）、建筑业、制鞋、医疗制品、密封制品、包装制品、电线电缆、日常生活制品、玩具、运动器材、五金、电动工具、通讯、电子科技类产品、家用电器、粘合剂及高分子材料改性等。其中汽车用热塑性弹性体是最重要的应用领域，占到三分之一，其次是建筑业、医用和日用生活制品。 gOqzT6n_W M_nJa_bY_ 更重要的是，热塑性弹性体还是引领新产品设计和市场导向的优质材料。其柔软的质感和可调整的物性、硬度以及适宜多种加工工艺且具有环保性等优势，为产品设计师提供了巨大的发挥空间，这无疑对创新产品，提升产品价值，引领市场潮流提供了巨大的帮助。 _O__)w%_& _+n5Oz8&s_ 由于TPE优异的再利用性以及聚氯乙烯（PVC）等面对越来越严重的环保问题，近来热塑性弹性体倍受关注，应用显着增长。例如，随着美国和欧洲汽车产量的增加，以及中国及亚太地区工业的迅速发展，TPE应用日益扩大。近年来增长强劲的动态硫化热塑性弹性体(TPV)，在汽车制造业市场连续保持年均增长15%以上，作为软PVC和橡胶的新型高性能材料替代品，具有成本和性能上的双重优势。 _0MJ_?BK~? 即使在湿滑的环境中，Santoprene TPE的手柄仍具有卓越的止滑功能。（相片提供Photo Courtesy：AES） tMd_ ]m,_$ 英国AMI谘询公司最新报告预测了不同品种热塑性弹性体在欧洲市场的发展前途。报告中称，至2008年，欧洲热塑性弹性体（TPE）市场需求将以年4%的速度继续增长。研究称，中/西欧地区2003年TPE市场已超过40万t，预计2008年将达到50万t。SBS目前是需求最大的热塑性弹性体，未来需求将不断下降。SEBS将作为一种特种聚合物使用，其需求将以年6.5%增速增长，不仅用于替代SBS使用，还用于工业及日用等软接触面场合，以及用作防护用途的气囊盖板等。 z__*Av^T_- ~uNq~ C_:( 与热塑性弹性体快速地发展形成鲜明对比的是，橡胶和塑料的全球发展速度已渐渐进入停滞状态，目前橡胶和塑料的年增长率仅1%和2.4%。能够准确的看出，热塑性弹性体的发展前途十分看好。 l`p_?}@_TB __i_8S W_ 汽车，TPE最重要的市场 +XPM_ w-q nBL_5 6$R_ 汽车是热塑性弹性体最大的市场，大范围的应用于汽车保险杠、仪表板、挡泥板、空气导管、轴承、电缆护套、软管、挡风玻璃密封条、防护罩、防震座垫、管件等。 7^d.c5WQ_U `b8_j (_s5 三元乙丙橡胶/聚丙烯（EPDM/PP）是较早应用于汽车领域的热塑性弹性体，具备优秀能力的耐候、耐臭氧、耐紫外线及良好的耐高温、抗冲击性能，其耐油和耐溶剂性能与通用型氯丁橡胶不相上下，可以用普通热塑性塑料的加工设施进行加工，具有加工简便、成本低、可连续生产并可回收利用等优点。目前汽车保险杠是EPDM/PP最具代表性的应用领域。日本超过80%的汽车保险杠采用EPDM/PP制造。 {\ }S B gJ2tkR!( 随着汽车技术慢慢的提升，要求相关行业的配套技术越来越精密、复杂，扁形电线凭借其众多的优点被大范围的应用。巴斯夫在北美市场推出一种挤出级Elastollan热塑性聚氨酯（TPU），用来生产汽车配线用扁形电缆（线），比标准的圆形电缆（线）轻便、节约空间，并且性能和安全性有所提高。传统的圆形电线容易绞结，在汽车内可以被隐藏放置的空间（例如内顶板）十分有限。而扁形电线可以插在先前被认为不可能放置的地方，如外反射镜或车身、车篷盖，为汽车设计留有更大馀地。采用巴斯夫ElastollanTPU挤出系列新产品制造的汽车扁形电线耐磨损、抗弯曲和折迭，抗化学反应和微生物反应以及温度骤变。TPU的热绝缘性使其具备优秀能力的防潮、耐长时高温、高湿条件，并且具备良好的电压强度。 K.M,aRp_!_ PZZ3 9j)3m 近期市场上还出现了多种替代传统PVC的汽车装饰用热塑性弹性体。尽管这些材料价格较贵，但由于具有低雾化、外观更佳和回收方便的优点，业者对其前景表示看好。AES是世界领先的热塑性弹性体供应商，已有超过20年行业经验。AES作为各种高性能工程TPV的全球领先者，在2005“国际橡塑展”特别推出可着色Santoprene热塑性硫化胶系列，能够显着提高汽车内部装饰水平，且可满足当今世界上最严格的低雾度要求，并可大大降低新车异味。 Jpjb:6 _b ?7Qo(lytjq 日本三井化学集团公司也在研制一种车用新型聚烯烃材料——Milastomer热塑烯烃弹性材料。Milastomer树脂结合了聚烯烃的低密度和硫化橡胶的低压缩变形，不仅可用于汽车气囊外罩和保险杠，还可用于密封垫片和挡泥板。包括奔驰、宝马、通用、福特和本田在内的汽车制造商都采用了Milastomer树脂作为某些车型的内饰材料。 _*!; ooFI /6__KnqZ# 改性应用为市场热点 ~g9[3]q?_ g_64l0_2__ 随着市场对产品要求逐步的提升，以及其他材料领域新技术的不断推出，热塑性弹性体作为市场后来者，积极改进性能，提升产品技术上的含金量也成为市场重要的热点之一。 sDD___K{~C _sHaXYdw z 最近，日本利用原位反应在环氧树脂中直接制备反应性热塑性聚氨酯弹性体(TPU)，取得了新的成果。据专业的人介绍，改性试验所用原料中多元醇为PTMG-650、PTMG-1000、PTMG-2000和PTMG-3000，多异氰酸酯为MDI，环氧树脂为Epikote828。用TPU改性环氧树脂后，环氧树脂用于钢-钢粘接，其粘接性能、弯曲性能和韧性都有明显提高。 ~EQXM_&Dfk O[)__Sra@3 纳米技术作为一种全新的技术，正在不断改变着不一样的材料的性能。纳米改性热塑性弹性体也是市场研究的热点之一。Basell公司发展出TPO纳米复合材料，专供GM汽车公司用于汽车外装饰件、保险杆与仪表板，其涂装性、模内涂色性、涂料接着性与涂装耐久性等加工性能，均与未填充矿物性能相近。这种TPO纳米复合材料具有高模数与轻量化(减轻约7%-21%外观配件之重量)，填充矿物量低于5%等特点，所以兼具低温韧性，适合取代目前所用之较昂贵的工程塑料；在加工方面因为有较宽广的加工温度区间，所以能缩短成型时间且成型压力较低，外观缺陷较少。目前Nanocor公司也已经与PolyOne Corporation缔结战略联盟，由PolyOne Corporation供应浓缩母料商品给厂商自行研发PO或TPO、TPU或SEBS或EVA等产品以供使用。 x_ZJl^c`X b#2Fd9_; 4 热塑性弹性体作为一种优异的热塑性材料，又兼具高弹性的特点，在自身性能一直在改进的同时，也常常作为许多其他材料改性加工的重要添加材料。例如汽车保险杠使用EPDM/PP是利用EPDM的弹性对PP进行改性，以获得优异的抗冲击性能。 _^Tm ___ 轮胎是TPE的目标应用市场之一。（相片提供Photo Courtesy：） %_Q_U7___= TPE之梦：轮胎应用 T _xNe_O,_ _!_XMB-_ 近年来，TPE市场快速地发展。新型弹性体材料，如热塑性弹性体高饱和丁月青橡胶在汽车上的应用已取得长足发展，其在汽车上用量已占汽车橡胶总消耗量的20% - 50%（不包括轮胎）。轮胎作为橡胶消费的基本的产品，约占橡胶总消费量的55%。这几年，中国轮胎工业保持稳定快速地增长，特别是子午胎年递增率在30%以上。轮胎作为橡胶最大的消费者，却是热塑性弹性体最难进入的市场。如果热塑性弹性体能够完全替代橡胶进入轮胎领域，无疑将为热塑性弹性体市场带来革命性的变化。 _P;NvQ)Ngp _r IFX_J 传统橡胶轮胎的不足 _p_6 _lSz x$rY_X@) 轮胎在汽车各部件中占有十分重要的地位，对汽车的各项行驶性能影响极大。橡胶轮胎在使用的过程中暴露出常规使用的寿命短、耐磨性和抗撕裂强度较差等缺点，尤其是载重汽车轮胎，因负重能力有限，经常导致爆胎现象的发生。加之橡胶轮胎的生产设备投资费用很高，而且某些工序需采用手工操作，即使是很高级的成型设备，制造质量和每批产品的质量都不可能完全均匀一致。此外，橡胶轮胎在使用的过程中会产生很多废料，报废后回收再利用难度很大，易引起环境污染。这些都成为人类研究开发新型轮胎用胶的主要动力。 1ERoxBkXf [}6+k2p$_ 热塑性弹性体轮胎的试制 BbC__YKld7 Sa_T*fUB)? 事实上，对热塑性弹性体在轮胎领域的应用在20世纪60年代慢慢的开始，并取得了一定的成果。 =
_~[z,?- J OP:_W;_ 据固特异公司称，真正的完成聚氨酯轮胎的商业化生产可能还需要几年的努力，但通过持续的开发研究，聚氨酯轮胎的前景无疑是美好的。 fQ_y2zA K ?mrgm;_y9 聚氨酯轮胎的研制开发使我们有理由相信，随着材料性能的不断改善与提高，其他热塑性弹性体同样有几率会成为轮胎用原料的选择。 ,wtO_g_7@ o2_Ub__h.{ 完全替代橡胶的可能性与机会 __:C_/__7_ U_o,e?IcC 目前来看，TPE 完全取代橡胶还存在着巨大的障碍。橡胶加工商因为高转换成本而不愿意在热塑性弹性体处理技术上来投资，并且不相信 TPE 优于传统橡胶。而且，这些加工商在很多传统市场上都与原始设备制造商保持有长期的合作伙伴关系，这就提高了 TPE 制造商进军价值12.7亿欧元的橡胶市场的门槛。原始设备制造商在整个价值链中是最具影响力的参与者，他们在产品使用的原料上具有最终的发言权。只有当原始设备制造商发现主要成本优势或营销优势时，原材料使用的重大转变才会发生。 H__ IoE%X~ rFq^@d__
师David Platt表示：“尽管 TPE 制造商正在慢慢克服市场发展的障碍，他们仍必须提高意识，并告诉最终用户用 TPE 代替传统橡胶而获得的总的系统成本和营销优势。” 采用的动态硫化技术生产的EPDM/PP型热塑性弹性体，与传统的热固性橡胶相比有以下优点： fPTQW_L ~0[3OJG__ ·无需再次硫化，加工工艺简单； +h_
n_:hq1hYF ·与多种塑料有良好的黏结性，可以二次模塑形成柔软的表面；
1V55si1 ZLf__($q/ ·弹性好，强度高； ct[s}4____ -__*_T _~, ·挤出制品表面细腻光滑； ng_?v?_ tH v#W63( ·产品色泽浅，便于配色，可以制备多种色彩的制品； a& cE M# __5+A%{v_ ·与多种塑料如 PP ， PA ， ABS ， PC 等有良好的黏结性，可以二次模塑 形成柔软的表面； _{~T;X~__C B_YY_;4j${ · 安全环保（经 SGS 检测，无重金属，满足 RoHS
）。 _xr$T 5&8= _vKK/Z__ _ 硬度范围： 45A 到50D __kS_Z&7Sg __&0pg_ R 使用温度范围： 50℃ 到135℃ B_ .I___ xxG)0b___( 产品典型应用 挤出类 :汽车保险杠密封条；汽车门窗密封条；建筑门窗密封条；桥梁 / 建筑 / 车厢伸缩缝；软管等 。 计算机线缆，仪器仪表线缆，潜水泵线缆，汽车点火线，家用电器线缆，及其它有卤 / 无卤阻燃线缆的绝缘或护套 W[k5O_A_5o -2*G O_o #XuAG5p)R- 吹塑类 :汽车防尘罩；汽车齿轮护套；转向轴护套；吸尘器软管等。 {-_\}UsG `,4_-_:_C 注塑类 :汽车引擎盖密封圈；汽车座位调节钮；汽车手刹握把；缓冲垫；球阀密封件；开关按钮；工具手柄等 汽车工业：保险杠罩、挡泥板部件、空气导管、转向杆套、防尘罩、密封件、轴封、装饰板等; M=$cG
2%_ 电子电器：耳机线，线缆绝缘层及护套、矿山电缆、电动机支座、变压器外壳、配线壳、按键膜片、拼结带等; f%c~_jv3m_ 建筑密封：高档防水卷材、玻璃幕墙密封条、门窗密封条、排水口密封件、卫生设备等； %{KvMkG{N 机械工具：防冲杆、小脚轮、垫圈及垫片、胶辊、工具手柄、软管外覆层等
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