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TPE弹性体比重和硬度的关系分析

 在这里讲的TPE是专指Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene(SEBS)基体的热塑性弹性体,和其他热塑性塑料不同的是,TPE很少以纯组分单独使用。与硫化橡胶一样,经常根据加工性能,物理机械性能的要求来调整配方。可以与填料、加工操作油、加工助剂、树脂、其他弹性体、色母粒以及其他助剂共混。   以SBS和SEBS为基体的配方能够制备出硬度很宽范围的材料,软至5 Shore A,硬到55 Shore D。它们可以加入大量的共混组分,在有些场合下SEBS的质量分数低至25%。由于大量的共混组分几乎都很便宜,如填料和油,这样对TPE降低成本很有好处。那么在共混过后,TPE的比重是增加还是减少呢?而TPE的硬度又如何随着组分的量变化?下面将分开阐述:   1. TPE比重:   a) PE理论比重的计算   TPE组分里面油和SEBS,一般来说占到了30~80%,而充油的SEBS比重就在0.9左右,而其他高分子类的组分,PP比重最轻,在0.89~0.93左右,PE在0.93~0.96左右,POE也在这个范围类,PS在1左右,TPU在1.2附近。钙粉在2.6~2.8,其他填料,如滑石粉,重晶石,高岭土,钛白粉,白炭黑等等,这些比重最比较大。这些填料的比重并不是厂家出厂的袋装比重(表观比重、表观密度),因为在compound的过程中,这些填料都是密实状态存在,比表观比重高出了许多。因此我们可以根据每一种组分的比重,体积分数,算出理论比重;   b)TPE理论比重的应用   既然我们知道TPE理论比重,那么在生产或者在实验中就应该进行比较,如果偏差在0.01以内,大概可以认为是正确的。如果不是,那么应该检查配方,检查称量,检查工艺是否出现了错误或者、不规范的操作。同时在设计配方的时候,有了理论比重的指导,就避免一些盲目的实验,节约研发、生产成本;   c)TPE比重与理论比重是否完全吻合   理论比重可以计算出来,但是理论比重和实际比重的偏差在一定填充量过后,随着填充量的增加而增加。这可以解释为,在一定的填充量以后,碳酸钙、滑石粉等不再是密实的填充,比重变小。这在表观上就可以根据拉伸后的样条蓬松状态来判断,高填充往往带来低的力学性能,弹性差。


TPE材料人员必须了解的常见问题

TPE材料新用户及刚入门的TPE行业从业人员需要了解的常见问题。新客户第一次接触到TPE,TPR材料时,可能对TPE材料不了解,在材料选取,生产调试过程中可能会走很多弯路,本文就很多客户常问到的一些问题做一个大致归类,希望能对TPE材料新用户及刚入门的TPE行业从业人员有所帮助。常见问题如下:   1.TPE是什么材料?   答:TPE是热塑性弹性体材料的通称。材料具有塑料的硬性及橡胶的弹性。所有TPE材料中都含有类似塑料的硬性链段及橡胶柔性链段。TPE包括SEBS,SBS以及该类弹性体的改性材料(SEBS与PP等共混,也称为TPE-S苯乙烯系热塑性弹性体),还包括TPU(热塑性聚氨酯),TPEE(热塑性聚酯弹性体),TPV(热塑性硫化橡胶,PP与EPDM共混改性)等。以及TPO,TPAE等等。所有TPE材料中,以苯乙烯系热塑性弹性体TPE-S应用最为广泛,因而,通常我们说的TPE,一般都说的是苯乙烯类热塑性弹性体TPE-S(即我们最常听说的TPE,TPR材料,下文如无特别说明,所提到的TPE都指的是TPE-S类弹性体)。   2.TPE材料如何加工?   答:TPE材料可以同通用塑料PP,PE,ABS等一样,直接注塑及挤出成型,跟硫化橡胶加工方法不同,无需炼胶——多次塑化——硫化——保压等较长的生产周期,缩短加工成本。   3.TPE材料硬度多少?   答:TPE材料具有广泛的硬度范围。可提供选择的硬度为Shore 0~100A   4.TPE材料有哪些用途呢?   TPE材料是新型的橡塑材料,被橡胶业界称为“第四代橡胶”。TPE材料取代PVC,部分硅胶及橡胶,在汽车行业,医疗器械,运动器材,玩具,电线电缆,日用制品,情趣用品,电子电器材料,建筑交通材料,工具五金配件等领域广泛应用。   5.TPE材料价格如何?   答:TPE,TPR材料为SEBS或SBS改性材料,不同的材料应用,不同的配方组份及组分含量,成本及价格是不一样的。我们根据客户提供的样板(样品)或TPE材料的物性资料来提供合适的材料给客户打板,同时报价给客户。   6.TPE材料环保性如何?   答:TPE材料为环保材料,不含卤素,不含壬基苯酚NP,不含多环芳烃族PAHs,不含邻苯二甲酸盐16P,6P.符合ROHS,REACH,EN71,环保检测标准。是替代不环保PVC材料的理想材料。   7.TPE与TPR有区别吗?   答:TPE如前述,既指所有的热塑性弹性体,但通常指的是TPE-S苯乙烯系热塑性弹性体.TPE是氢化级SBS即SEBS改性材料,TPR是SBS改性材料。氢化级SBS具有更为稳定的分子链结构,因而,SEBS及TPE,比SBS及TPR材料具有更为稳定的耐化学性,耐温性及耐水解性等。TPE,TPR都为透明颗粒,TPE外观比较雾,TPR外观比较光亮,TPE表面爽滑,TPR则相对粘手,温度若高则更为明显。   8.TPE应用于二次注塑,包胶或双色注塑,影响TPE与硬胶基材PP,ABS,PC等的粘接性的因素有哪些?   答:合适TPE材料的选择,这取决与TPE供应商的配方技术;适宜的注塑温度,足够的温度可提升材料的粘接性。


TPE超软料灌注工艺及优劣性

 一.TPE灌注概念   TPE灌注,是一种成型加工超软TPE材料的方法。一般硬度在0~15A或者更软硬度00或0000的TPE材料可采用灌注(或称浇注,倒浆)工艺成型加工。   二.TPE灌注工艺流程   1.原物料的混合。   TPE原料在灌注前应先将原物料按配方比例(通常是SEBS和油和其他必要的功能助剂)混和均匀。这个混合过程通常需2~3天。不过,也有用颗粒的物料做灌注的原料的。   2.熔胶设备。   TPE的加热,原理上相对简单,只要加热到材料的熔融温度即可。但在加热时应尽量注意控制温度的恒定,因温度的变化或不同可能导致材料流动性的差异,会影响制品加工质量(如产品光泽度和透明度等)。熔胶设备可以采用电加热锅来进行,也有采用类似螺杆形状的加热装置,物料加入料斗,通过加热片装置充分熔融塑化后即可。   3.物料的加热熔融。   混合好的TPE物料(通常是浆状的粘稠物)倒入上述的熔胶设备加热熔融。物料应充分熔融,以保证做成制品的物性和外观。一般熔胶温度在130~200度不等。不同分子量的SEBS混合物料采用的温度不同,具体应根据实际加工情况逐渐调整。   4.物料的灌注成型。   熔化好的TPE物料为透明粘稠液体,为保证其流动性,应立即灌注入事先准备好的模具。模具应清洁,表面光滑,以保证制品外观。灌注时应注意杜绝或减少空气裹在物料里,避免制品出现气泡。   三.TPE超软料灌注和注塑优劣分析   TPE灌注:可以加工0度~15度甚至更软的TPE材料。可以加工不同形状大小的制品。加工方便,缺点是熔胶温度控制不易控制,灌注成型大的制品时容易出现气泡和流纹。TPE注塑:可以加工0度~15度的TPE料,太软的TPE料不适合注塑加工,一是不适合拉条造粒,再是因粒子比较粘,下料较慢,影响产能。注塑加工不适合加工大尺寸超软制品。   四.TPE灌注工艺应用   TPE灌注工艺可用于生产软体模特,医疗制品,软胶坐垫,减震制品,情趣用品等等。


TPE包胶产品粘接度原因及问题分析

  TPE特性  具有橡胶的高弹性,高强度,高回弹性,又具有可注塑加工的特征,具有环保无毒安全,硬度范围广,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。   产品性能:硬度范围广,从超软到90A。极佳的透明性、光泽度,以及舒适的手感,广泛用于成人用品。具有良好的抗紫外线、耐候性、耐高温,长期用于户外。  射粘系列   产品性能:极好的手感,与硬胶ABS, PC, PC/ABS, PA6, PA66等黏结牢固,防滑省力并且易于着色,应用范围:家电外壳、手柄、握把等。   目前在国内不同的TPE弹性体厂家的技术成熟度不同。   一:从材料的属性分析,TPE粘接本身有一定的难度,因为两种材料微观分子极性差距较大,自身相容性比较差,需通过引入接枝性材料可改善TPE与材料的粘接着性,这是指从材料配方角度而言。   二:从材料加工而言,必须使得TPE与材料具有相接近的加工温度,如PA尼龙的注塑加工温度在250~260度,那么,二次注塑TPE的时候,TPE的成型加工温度就要接近这个温度,要达到240~250度左右,接近但略低于尼龙注塑温度。   TPE包胶粘合度不好的问题解决办法:   一:适当提高TPE注塑加工温度.一般包胶的TPE都具有较高的塑化温度,因此必须要有足够的TPE加工温度,达到TPE与材料良好粘接所必须的温度条件;   二:尼龙制件在二次注塑前的预热处理.实际在TPE材料包胶加工工艺中,可以先将包胶材料制件用烤箱加热,再趁热放入包胶模具,将TPE材料立即注塑上去,可改善TPE与材料的粘接性能;   三:从配方角度着手,可改善TPE与材料相容性,从而提升二者的粘接性;   四:从产品设计入手。可在材料制件上无关紧要的位置打孔,在软胶包覆位置边缘设置锯齿槽,通过嵌入注塑或增大TPE与材料的接触面,可改善二者的粘接度。


TPE包胶尼龙加工工艺及注意事项

1.TPE料的选择   包胶尼龙PA,需要选择特定牌号的TPE胶料。主要源于PA尼龙的极性及较高的熔点,这需要对TPE进行改性,以满足TPE与尼龙有较强的粘合性。目前对TPE与PA尼龙的粘合,业内已经取得较大进展,通常有一定年限和研发实力的TPE厂商,都可提供包胶PA的TPE牌号。当然,除粘合性以外,用户如有其他一些特殊的材料要求,如表面耐刮性,阻燃性等,对TPE的要求又更为严格,有时需要TPE厂商另外定制特殊的TPE胶料。   2.包胶尼龙加工工艺及注意事项   TPE的包胶,可以采用双色注塑机及普通注塑机来实现。双色注塑机成型快速,只需通过旋转模头,无需取出尼龙胶件,直接在一台注塑机内即可完成包胶成型。如用普通注塑机,则需要先注塑好尼龙胶件,再用另一套包胶模具,将尼龙件预先嵌入到包胶模具内,将TPE注塑到尼龙件表面,完成包胶。   对于双色机成型,由于整个包胶成型过程快速进行,尼龙件趁热包胶,与TPE的粘合效果很好。   而对于普通注塑机包胶尼龙,由于尼龙件与TPE件是分开单独成型。   对于尼龙件而言,   一是要保证包覆前表面的清洁,   二是由于尼龙件成型前表面温度较低,一般建议在包覆成型前对胶件进行表面预热烘烤(一般130~140℃烘烤2小时,   预热的目的   一是提高尼龙件的表面温度,   二是去除胶件中的水分,以利于包覆成型)处理,再立即将预热的尼龙件放到包胶模具进行TPE二次注塑包胶。   无论是双色机还是普通注塑机,在进行包覆时,都必须要达到足够的注塑成型温度,一般TPE包胶尼龙,包胶温度大概在220~260℃之间,具体可向供应商咨询,并根据实际包胶情形适当调整。   对于一些包胶面较大,结构较复杂的制品,无论是双色机及普通注塑机成型,都建议采用多点进胶,以利于包覆成型。 若实际包胶粘合效果确实有限,可考虑增大需包覆面的粗糙度,或在包覆面边缘做线槽,或做一些孔位,来改善TPE与尼龙件的接触牢固度。   3.TPE包胶尼龙PA总结   俗话说,趁热打铁。在这里,应该说趁热包覆。足够的温度是保证TPE包胶尼龙顺利进行的最重要的工艺条件。以上无论是尼龙件预热,多点进胶还是包覆成型温度的选择,都是围绕着成型需要的温度来进行的。足够的温度可以提供包覆成型所需要的能量,促使TPE与尼龙件之间形成熔蚀层,进而形成牢固的粘合。


TPE材料的抗菌(细菌及霉菌)性分析

  热塑性弹性体TPE材料可看做是一类特殊的软性塑料,在家居厨房用品行业应用较为普遍。随着人们安全卫生意识的强化,近年来,一些TPE材质的家居日用、餐具厨具类制品,对TPE材料的抗菌(细菌及霉菌)性,也提出了相关要求。   塑料制品除了抗菌性能测试标准,相应的还有防霉效果的评价方法,基本原理一般为喷涂霉菌孢子悬液于产品表面上,培养规定时间后通过观察长霉面积并据此对防霉等级进行评估。美国的ASTM G 21是专为测试高分子材料制品防霉效果的标准,而日本的防霉标准JIS Z 2911覆盖到了包括塑料在内的多种材料,国内的QB/T 2591中除了抗菌以外还提供了防霉的测试方法。国际电工委员会(International Electro technical Commission,IEC)发布的IEC 60068-2-10中介绍了电子电工产品防霉测试,当然,此测试并不仅限于塑料类,还可应用于其他材质的电子电工产品。   热塑性弹性体TPE材料可看做是一类特殊的软性塑料,在家居厨房用品行业应用较为普遍。随着人们安全卫生意识的强化,近年来,一些TPE材质的家居日用、餐具厨具类制品,对TPE材料的抗菌(细菌及霉菌)性,也提出了相关要求。   虽说抗菌产品无处不在,然不同的行业及制品,具体的抗菌测试标准还是有所差异。以塑料制品来说,日本的JIS Z 2801堪称塑料抗菌测试标准的典范,其后的国际标准ISO 22196、中国行业标准QB/T 2591中的测试方法均与其一脉相承。这些方法采取贴膜的方式,使菌液与产品表面紧密接触并发生作用,最后得出对微生物的杀灭效果,要求样品表面平整规则。对于形状不规则的产品,则可以选择之前提到的ASTM E 2149以振荡法进行测试,该标准还可用于纸张、粉末的抗菌性评价。还有一些其他产品由于测试原理一致,标准中往往参考塑料制品的方法,如中国建材标准JC/T 897《抗菌陶瓷制品抗菌性能》;抗菌涂料则先涂抹于试板上,随后采取类似的方法进行测试,如化工标准HG/T 3950《抗菌涂料》以及国家标准GB/T 21866《抗菌涂料(漆膜)抗菌性测定法和抗菌效果》。   塑料制品除了抗菌性能测试标准,相应的还有防霉效果的评价方法,基本原理一般为喷涂霉菌孢子悬液于产品表面上,培养规定时间后通过观察长霉面积并据此对防霉等级进行评估。美国的ASTM G 21是专为测试高分子材料制品防霉效果的标准,而日本的防霉标准JIS Z 2911覆盖到了包括塑料在内的多种材料,国内的QB/T 2591中除了抗菌以外还提供了防霉的测试方法。国际电工委员会(International Electro technical Commission,IEC)发布的IEC 60068-2-10中介绍了电子电工产品防霉测试,当然,此测试并不仅限于塑料类,还可应用于其他材质的电子电工产品。  


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