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TPEE聚酯弹性体加工合成分析

  TPEE的合成   1.原料   TPEE中的硬段一般选择高硬度结晶性PBT,软段则选择非结晶性Tg的聚醚(如聚乙二醇醚PEG、聚丙二醇醚PPG、聚丁二醇醚PTMG等)或聚酯(如聚丙交酯PLLA、聚乙交酯PGA、聚己内酯PCL等脂肪族聚酯)。不同聚醚软链段与PBT的相容性次序为:PEG>PTMG>PTMG-PPG>PPG。PBT和PTMG或PEG反应,可以合成[η]在1.3-1.8以上的PTMG-PBT和PEG-PBT多嵌段共聚物。PTMG-PBT共聚物较PEG-PBT共聚酯的强度和耐水稳定性高得多,而PEG-PBT共聚酯在油中的溶胀性比PTMG-PBT共聚物小得多,两种共聚物各有自己的优点,可用于不同领域。制备PTMG-PBT或PEG-PBT共聚酯主要以对苯二甲酸二甲酯(DMT),1,4-丁二醇(BG)和PTMG或PEG为原种。   2.     合成过程   DMT、BG和PTMG在催化剂存在下,经酯交换、缩聚制得普通TPEE。合成TPEE过程中第一步酯交换反应的影响因素主要是原料摩尔比、酯交换反应温度、催化剂种类及用量,其次是反应时间、催化剂加入顺序、分溜柱顶温和有无氮气保护。实验证明,酯交换反应最佳条件为:BG与DMT摩尔比为1.7:1.0~2.0:1.0,催化剂为钛酸四丁酯,助催化剂为醋酸镁,催化剂用量0.16g(以100gTPFE计),原料在150℃溶解后加入催化剂,酯交换反应温度为190-200℃,分馏柱顶温为65-70℃,在氮气的保护下进行酯交换反应,酯交换反应时间为30-50min。酯交换反应结束后,将温度升至240-250℃,压力逐渐降至100Pa以下进行缩聚反应,当搅拌功率到达规定值时,反应结束。   实际生产中,可根据TPEE的用途来选择不同的配比,自由设计嵌段找聚物的软硬链段比例。软、硬链段的种类、长度和含量对TPEE的性能均有影响。结构特征由DMT、BG、PTMG通过酯交换反应得到的是长链的无规嵌段共聚物。这种共聚物显示出连续的两相缔合结构,PBT结晶相起到物理交联作用,受热可逆,软段赋予聚合物以弹性。改变两相的相对比例,可以调整聚合物的硬度、模量、熔点、耐化学性和气密性。用电子显微镜观察,可发现TPEE在低于结晶熔点时,具有相分离结构。连续相由软段以及链长度不够或缠结而不能结晶的其它聚酯嵌段构成。结晶相彼此相连。Hytrel(硬度为55,PBT硬段质量分数为58%)的DSC谱图显示了两个温度转化点,约-50℃为无定形的玻璃化转变点(Tg),约200℃为结晶熔点(Tm)。   TPEE的低玻璃化温度和高结晶熔点是这种聚合物使用温度范围宽的重要原因。经研究由DMT、BG、PEG通过熔融缩聚得到的PEG-PBT共聚酯的结构,发现其DSC谱图中有两个玻璃化转变温度TgPEG和gPBT和两个熔点TmPEG和TmPBT,说明共聚物为微观非均相体系,即:无定形态PEG和PBT与结晶态的PEG和PBT四相共存。PEG/PBT含量比一定,增加PEG的分子量,或在PEG分子量一定的情况下增加PBT的含量(指质量分数),都会增加PBT段的平均长度,有利于结晶形成。TgPEG在-52.7~-42.9℃之间,并随组分中PEG含量的升高而降低,TmPEG只在高PEG含量的样品(≥60%)中表现出来,并随组分中PEG含量的增加而增加,从-3.3℃到15℃。TgPBT随PBT含量的变化而发生阶段性变化:当PBT质量分数<40%时,TgPBT在45-55℃之间变化;当PBT质量分数>50%时,TgPBT在22-28℃间变化。TmPBT和PBT的结晶率也随共聚物体系中PBT含量的增加而增加。


TPE/TPR材料耐寒功能及气味原理探讨

首先要知道人闻到气味的原理,人之所以感觉到香臭之味其实是某种物质的分子扩散到人的鼻子里,使人的嗅觉器官产生一系列反映,形成特定的信息传入大脑,从而形成一定的气味判断,如芳香、臭味等。所以我们闻到的气味都是产品挥发到空气中的小分子。   说到挥发到空气中的小分子,就不得不提到原料中的一个参数——VOC(volatileorganic compounds)挥发性有机化合物。没有味道有两种可能,一是材料挥发出来的小分子本身没有气味,比如水;而是,根本不会挥发出小分子,比如食盐及其他固体。但是有味道只有一种可能,就是能挥发出小分子,而且小分子有气味。   所以弹性体配方中最容易挥发的就是各种油类,油的好坏直接影响制品气味的大小;第二就是其他各个配方材料VOC的含量,尽量选择VOC含量小的原料。而弹性体各种原料都是合成时的各种有机溶剂,有气味是在所难免的,所以VOC含量越小,制品的气味就越淡。   同时,加工搅拌时尽量减少对长链的破坏,温度和剪切力也不要太高,适当就好,还有吸油要充分,一切都是为了减少VOC。   耐寒表现在哪几块,橡胶分子链会随着温度的降低,活动能力减弱,硬度、模量和分子内摩擦增大,达到某个低温时分子链冻结、硬化完全丧失弹性,橡胶或者弹性体就“塑料化了”。而这个温度是Tg玻璃转化温度,但是并不是所有的耐低温材料的使用温度都用Tg标示,因为对于一些非结晶材料并不适用。   配方各个组分对耐低温的影响因素吧。   1.SEBS/SBS基材   可以说TPE/TPR里面最重要的就是SEBS/SBS了,影响也最大。苯乙烯和丁二烯分别是硬度和软段,所以苯乙烯含量越低,TPE/TPR的耐低温性就会越好些。   2.TPE/TPV基材   对应非结晶的弹性体材料来说,交联密度越低材料的耐低温性越好,没有化学交联的TPE自然比TPV耐低温性好些。   3.软化油的选用   白油等油类可以降低弹性体的硬度,对耐低温性也有一些有利影响,只是在白油选择时要尽量选择倾点比较低的油类。   4.填料的选择   填料能不用尽量不用,如果必须使用,尽量选择一些软质或者球形的填料,虽然填料的加入不会明显影响Tg玻璃转化温度,但是会影响低温下硬度、模量和分子内摩擦增大速度,所以需要考虑。


CES电子展,可穿戴设备智能手表实用性

  全球领先的信息技术研究和顾问公司Gartner调查发现,智能手表的弃用率高达29%,且健身追踪器的弃用率高达30%,主要原因包括:人们认为这些设备不太实用、对其感到厌烦或者设备自身出现故障。   设备遭到弃用是业界面临的一个严重问题。相对于使用率,弃用率已经相当高了。   为了实现具有足够吸引力的价值主张,可穿戴设备的用途必须明显有别于智能手机的常见用途。可穿戴设备制造商则需要借助激励措施与游戏化机制与用户积极互动。   为了深入了解消费者对于可穿戴设备的态度,尤其是有关智能手表、健身追踪器和虚拟现实(VR)眼镜的购买行为;   Gartner在2016年6月至8月开展了“关于2016年个人技术的研究项目”(2016 Gartner Personal Technologies Study),对来自澳大利亚、美国与英国的9,592位在线受访者进行了调查。   该调查结果显示,智能手表的使用率尚处于早期采用者阶段(10%),健身追踪器已步入早期主流阶段(19%),而使用虚拟现实眼镜/头戴式显示器(不包括纸板类型)的消费者仅占8%。   该调查还发现,人们购买智能手表与健身追踪器一般是为了自用,只有34%的健身追踪器与26%的智能手表用于送礼。   一般消费者正取代早期技术采用者成为推动智能手表与健身追踪器市场的主力。但人们认为健身追踪器与智能手表缺乏令人心动的价值,这将是这些设备提供商需要克服的最大障碍。   鉴于可察觉到的实用性,受访者表示可穿戴设备的价格过高。因此,Gartner认为品牌知名度不高的可穿戴设备提供商将会在扩大高端市场份额时难以与知名品牌抗衡,但它们却可为价格敏感型的消费者提供替代产品。   调查结果还显示出,智能手表与健身追踪器的设计对于消费者而言并不具有吸引力。   为了解决这一问题,Gartner建议可穿戴设备提供商与设计、品牌推广、营销和销售腕表及时尚饰品的公司进行合作,这是因为这些公司在打造风格趋势、营销生活方式设备方面拥有丰富经验,并且建立了零售渠道。  


TPE、TPR透明料拉伸性能及黄变分析

  热塑性弹性体TPR最重要的性质是在室温下它与硫化橡胶的相似性。TPR的典型拉伸强度约为30MPa,伸长率为800%,这些数值比未补强硫化的SBR和PB要高的多,其原因至少有两种;其一,延伸的二烯烃的分子网络导致PS嵌段微区形成,它不仅起交联作用,而且可能还具有填充效应;其二,二烯烃分子链缠结的滑移而提高了拉伸强度。TPR的拉伸强度随St含量上升或分子量上升而增加,并且随苯乙烯嵌段分子量上升使用温度亦提高。   影响TPE、TPR透明料或浅色料耐黄变性的主要因素有三,一是橡胶基料的种类和产地,二是操作油的种类,三是抗UV剂的添加。   首先看橡胶基料。首先以SEBS为基料的TPE比以SBS为基料的TPR具有更好的耐黄变性。因为SEBS是SBS热塑性橡胶的氢化产物。按照上面谈到的氢化理论,那么TPE透明料的耐黄变性要优于TPR透明料的耐黄变性。   再次看操作油的种类,有些品质差的操作油,容易导致TPE透明料易发黄,因此操作油生产厂家的生产加工工艺很重要。选择加氢次数多的白油,可以改善其耐黄变性能。另外操作生产过程中添加抗氧化剂或防老化剂,可以改善操作油的耐黄变性。   对于一些耐黄变要求很高的透明或白色TPE制品,可以考虑在TPE配方中添加抗UV剂,以增强材料的抗黄变性能。   当前大多数工厂都是使用环烷油和石蜡油,环烷油与SBS和SEBS的接合性比较好,但是就比较粘手,而石蜡油是直链烷烃,手感爽滑。   ·耐黄变-指浅色材料遇电负性强(强氧化性)介质时对该氧化性介质的抵御能力(或称抗氧化性),若材料对氧化性介质的抵御性差,则材料容易发生氧化变黄,耐黄变性差。   氢化-不饱和键(通常指碳碳双键和三键,也包含其他原子之间的不饱和键)的有机或高分子化合物分子,在适当的作用条件下(如温度,压力,引发剂及催化剂等存在)与氢原子发生加成或加聚反应,破坏不饱和的双键或三键,使氢原子与原来不饱和键原子间形成更为稳定的化学键(如碳氢单键)。发生氢化作用后,在微观层面,材料由于形成更稳定的单键结构,使得材料的化学稳定性,抗氧化性及耐黄变性增强。  


TPE材料基材如何辨识,只需5点,秒变专家

  TPE(Thermoplastic Elastomer)是一种热塑性弹性体材料,具有高强度,高回弹性,可注塑加工的特征,应用范围广泛,环保无毒安全,有优良的着色性。触感柔软,耐候性,抗疲劳性和耐温性,加工性能优越,无须硫化,可以循环使用降低成本,既可以二次注塑成型,与PP、PE、PC、PS、ABS等基体材料包覆粘合,也可以单独成型。   由于TPE是多种基材,聚合而成,物性也是多样的,非专业工程人员如何通过简单的方法去辨别TPE材料,简单方法如下:   1、发粘:   由于SBS基料吸油能力不如SEBS,通常SBS基料的TPR比SEBS基料的TPE更容易感到发粘。当然一些低分子量的SEBS或者其副牌也容易造成发粘的情况。   2、气味:   通常SBS基料的TPR比SEBS基料的TPE味道大,一般良好的TPE基本可以做到无味;   3、光泽:   通常SBS基料的TPR比SEBS基料的TPE更有光泽,当然SEBS也可以有光泽、SBS基料的TPR也可以做到亚光,但同样是亚光,SEBS基料的TPE手感更细腻,SBS基料的TPR手感有点粗糙。另外SEBS基料国产的分子量分布较宽,同样分子量档次的基料,做出的TPE,进口的更亚光细腻。   4、燃烧:   通常SBS基料的TPR燃烧比SEBS基料的TPE有更多的浓烟,因为SEBS是SBS加氢处理的,氢含量高,燃烧无浓烟,味道也小。   5、加工温度:   通常SBS基料的TPR在160°C左右就可以热塑性加工,而SEBS基料的TPE需要在180°C左右热塑性加工,当然还取决于它们的分子量,如果分子量高,加工温度也更高。


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