吹塑級(jí) TPEE的應(yīng)用:
吹塑級(jí)TPEE特有的高粘度和高熔體強(qiáng)度特性滿足擠出、吹塑加工工藝要求,應(yīng)用于耐壓軟管.電線電纜護(hù)套擠出成型;可吹塑加工汽車零部件,如發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣風(fēng)管,轉(zhuǎn)向器護(hù)套、等速聯(lián)節(jié)器護(hù)套、金屬嵌件進(jìn)氣管等制件。我院研制的TPEE樹脂H605B已成功進(jìn)行了吹塑加工實(shí)驗(yàn).樹脂熔體性質(zhì)滿足吹塑加工要求。
熱塑性聚酯彈性體(TPEE):是一類以聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)為硬段,聚醚或聚酯為軟段的嵌段共聚物,又稱聚酯熱塑性彈性體或聚酯橡膠。TPEE的研究始于1950年左右,當(dāng)時(shí)ICI公司和Dupont公司在進(jìn)行對(duì)苯二甲酸乙二醇酯聚合時(shí),加入部分聚乙二醇醚得到的共聚物具有一定親水性,提高了產(chǎn)品的染色效果.:這種共聚物具有一定的可逆彈性,通過改變聚醚一非結(jié)晶區(qū)和聚酯一結(jié)晶區(qū)的相對(duì)濃度,就能將其從硬塑料變成典型的彈性體.
荷蘭 DSM Arnitel EB500 TPEE的合成
荷蘭 DSM Arnitel EB500 TPEE在合成時(shí),按不同的配比,可制成不同比例的嵌段共聚物。增加硬鏈段比例可提高產(chǎn)物的硬度、強(qiáng)度、耐熱性及耐油性;增加軟鏈段比例可提高產(chǎn)物的彈性、低溫?fù)锨裕蜔嵝浴⒛陀托约皺C(jī)械強(qiáng)度變差.
合成反應(yīng)中常采用一次投料法,該法不僅操作簡(jiǎn)便而且使聚醚進(jìn)入鏈段的可能性增大,并能獲得更為均一的序列結(jié)構(gòu)。
荷蘭 DSM Arnitel EB500 TPEE的結(jié)構(gòu)
荷蘭 DSM Arnitel EB500 TPEE在熔點(diǎn)(Tm)以下,聚酯段(即硬段 jT)發(fā)生部分結(jié)晶形成結(jié)晶微區(qū),該微區(qū)起到了物理交聯(lián)點(diǎn)的作用:而在加工溫度下,結(jié)晶微區(qū)熔化得到聚合物熔體,待成型并冷卻后,重新形成結(jié)晶微區(qū),防止了制品變形;而聚醚段(即軟段FTMG,其玻璃化溫度 很低)和未結(jié)晶的硬段則形成無定形相,在常溫下處于高彈態(tài),從而形成一種彈性材料。通過改變軟、硬段之間的比例以及硬段的結(jié)晶度,所制得的聚酯既可以是柔軟的彈性體,也可以是較硬的,但卻有一定彈性的塑料.
嵌段共聚物的應(yīng)力應(yīng)變性能
①伸長(zhǎng)率在30%以下時(shí)應(yīng)力與伸長(zhǎng)率幾乎成直線關(guān)系,在此伸長(zhǎng)率范圍內(nèi)形變是可逆的。這種伸長(zhǎng)是連續(xù)的結(jié)晶相以及與結(jié)晶相連接的短鏈分子的形變。它的剛性強(qiáng),彈性小,伸長(zhǎng)與受力幾乎成直線關(guān)系,所以這類共聚物可以承受較大負(fù)荷,承受負(fù)荷的大小與硬鏈段的克分子濃度有關(guān)。
②伸長(zhǎng)率在100% ~230%之間,應(yīng)力沒有明顯的變化,而是形變部分可逆。這種伸長(zhǎng)則為結(jié)晶相的拉伸定向,兩個(gè)物理交聯(lián)網(wǎng)可以產(chǎn)生可塑流動(dòng)。伸長(zhǎng)率增加,受力沒有變化這一特點(diǎn),使得共聚物具有良好的抽絲工藝性能。
③伸長(zhǎng)率在360% 以上,應(yīng)力隨伸長(zhǎng)率的增加而升高,形變大部分可逆,這階段的伸長(zhǎng)為無定形相變。無定形相由軟鏈段、短鏈聚酯和纏繞的多種長(zhǎng)鏈組成,這些鏈的滑動(dòng)能力相當(dāng)小,要增大形變必須增加力量,這是它能作為彈性體應(yīng)用的主要原因。
荷蘭 DSM Arnitel EB500 TPEE低溫彈性回復(fù)性能
聚酯一聚醚彈性體在較低溫度(20℃ 以下),有著和天然橡筋線以及氨綸彈體纖維不同的彈性行為,在此溫度下彈性體的彈性回復(fù)明顯和拉伸形變倍數(shù)有關(guān),并存在明顯的彈性回復(fù)突躍溫度[21]。軟鏈段聚醚的應(yīng)力誘導(dǎo)結(jié)晶是影響低溫彈性回復(fù)的主要原因。眾所周知,嵌段共聚物的多重?zé)徂D(zhuǎn)變行為和相應(yīng)的均聚物的共聚體相似。當(dāng)硬軟鏈段都能結(jié)晶時(shí),將分別顯示出各自的熔點(diǎn)。
荷蘭 DSM Arnitel EB500 TPEE熱穩(wěn)定性
荷蘭 DSM Arnitel EB500 TPEE在110"C和140"C連續(xù)加熱10h基本無失重現(xiàn)象,若在160"C加熱10h失重為0.05% ,而在180℃加熱10h失重為0.1%。當(dāng)進(jìn)行等速升溫加熱時(shí),TPEE自250℃ 開始出現(xiàn)失重,于300"C累計(jì)失重為5% ,至400"C就有明顯的失重。因此,這種材料完全可以滿足加工條件。
TPEE具有優(yōu)異的耐熱性能,硬度越高,耐熱性越好。據(jù)報(bào)道,TPEE在110~140℃ 連續(xù)加熱10 h基本不失重,在160℃ 和180℃ 分別加熱10h,失重僅為0.05% 和0.1% 。等速升溫曲線表明,TPEE 自250℃ 開始失重,到300℃ 累計(jì)失重5% ,至400℃ 則發(fā)生明顯的失重。因而TPEE的使用溫度非常高,短期使用溫度更高,能適應(yīng)汽車生產(chǎn)線上的烘漆溫度(150~160℃),并且它在高低溫下機(jī)械性能損失小。TPEE在120℃ 以上使用,其拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于TPU。
此外,荷蘭 DSM Arnitel EB500 TPEE 還具有出色的耐低溫性能。TPEE脆點(diǎn)低于一70℃ ,并且硬度越低,耐寒性越好,大部分TPEE可在一40℃ 下長(zhǎng)期使用。由于TPEE在高、低溫時(shí)表現(xiàn)出的均衡性能,它的工作溫度范圍非常寬,可在一70~200℃ 使用。
研究浸漬(5~30 rain)和冷卻條件對(duì)玻纖增強(qiáng)TPEE的熱性能和形貌的影響發(fā)現(xiàn),彎曲強(qiáng)度隨浸漬時(shí)間增長(zhǎng)而增加,而基體樹脂與玻纖的粘結(jié)卻變差;材料的熱性能如熔點(diǎn)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度不受冷卻條件的影響,但急劇冷卻下的結(jié)晶度大于緩慢冷卻。