热塑性弹性体PPT演示课件
5.4 热塑性弹性体
SBS在使用温度超过70oC时，压缩永久变形 就会明显增大。 3. 应用 苯乙烯类 TPE 是目前使用量最大的 TPE ， 1999年时的使用量达660万吨。 苯乙烯类TPE主要应用于使用温度低于70oC 且对耐油性无要求的场合。 目前苯乙烯类 TPE 的最主要用途是制作鞋 底材料； 塑料和橡胶的改性； SBS 沥青改性用于高 等级的公路路面；密封剂和胶黏剂。
减震垫
公路隔 离带
集装箱 密封条
伸缩缝
4. 其它各种形状复杂的弹性体制品。
作业
与传统热固性橡胶相比，热塑性弹性
体有何优点？ 试用示意图比较热固性橡胶、共聚型 TPE与共混型TPE在微观结构上的区别？
最早商业化的热塑性弹性体（TPE）是20世 纪50年代开发出的聚氨酯热塑性弹性体； 20世纪70～90年代，是TPE迅速发展的阶段； TPE的发展受到热塑性树脂和弹性体材料两 大领域的共同关注。
<二> 分类
按 照 制 备 方 法 来 分 类
聚氨酯类
苯乙烯类
共聚型TPE
聚烯烃类
聚酯类 聚酰胺类 简单共混型
<三> 聚氨酯共聚热塑性弹性体（TPU） 1. 结构 TPU由二异氰酸酯和聚醚或聚酯多元醇以及 低分子量二元醇类扩链剂反应而的。
硬段
软段
氨基甲酸酯链段（硬段）间可形成氢键——硬 段的聚集微区呈结晶态。
硬段
软段
2. 性能
由于物理交联点为结晶微区 ——TPU具有优异的力学 性能（25～70MPa）、耐磨性、抗撕裂性能。耐非极 性溶剂、但不耐水和极性溶剂；最高使用温度为 120oC——硬段结晶熔点。 聚酯型TPU具有更好的力学强度和耐磨性、耐非极性 溶剂性； 聚醚型TPU具有更好的弹性、低温性能、热稳定性、 耐水性和耐生物降解性。
热塑性弹性体
热塑性弹性体（Thermoplastic elastomer，TPE）热塑性弹性体（Thermoplastic elastomer，TPE）是物理性能介于橡胶和塑料之间的一类高分子材料，它既具有橡胶的弹性，又具有塑料的易加工性。
这些特性早在1926年Waldo Semon研究PVC时就发现了。
随着共混技术以及嵌段、接枝等共聚技术的进展，世界各地的研究者和公司又相继开发成功了多类具有这种特性的高分子材料，如热塑性聚氨酯（TPU）、苯乙烯类TPE（SBC）、热塑性动态硫化胶（TPV）、聚酯型TPE（TPEE）、聚酰胺型TPE（TPAE）、离聚体型TPE等等。
各类TPE几乎都有一个共同的特点，那就是在分子的凝聚态结构中都存在微观相分离和热可逆的约束形式。
分离的两相称作弹性相和硬相，弹性相提供类似橡胶的弹性和柔软性，而硬相既提供刚性和强度，又提供热可逆的约束形式，这些约束形式在非动态硫化胶类TPE中还起到物理交联点的作用，使弹性相象硫化橡胶一样具有优良的弹性和强度。
至今人们在进行TPE的分子设计时所依赖的热可逆约束形式主要有三种，包括结晶相、冻结相和离子簇。
氢键也是热可逆的约束形式，但一般仅在上述三种形式中起辅助作用。
从各种商品化TPE的对比情况看来，它们在结构、特性与合成方法上都有许多差异（见表1-1）。
其中TPU、TPV、TPEE、TPAE相对于SBC、TPO、CPE来讲，综合性能更优异，可以认为是TPE中档次较高的品种。
TPE的应用领域涉及汽车、电子、电气、建筑、工程及日常生活用品等多方面，其使用的最终形态包括各种护套、管材、电线电缆、垫片、零配件、鞋件、密封条、输送带、涂料、油漆、粘合剂、热熔胶、纤维等。
可以说，TPE工业发展到现在，已经具有相当成熟的水平，其商业地位也日显重要了。
热塑性弹性体热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer-TPE)亦称热塑性橡胶(Thermoplastic Rubber-TPR 或Thermoplastic Vulcanizate-TPV)是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性的材料。
(AS、ASA、MBS、ACS等)性能及优点ppt课件
6
ＭＢＳ的性能特征：
ＭＢＳ粒料呈浅黄色，可任意着色成为透明、 半透明或不透明制品。
性能
密度 透光率/% 拉伸强度/Mpa 伸长率/% 洛氏硬度（R） 维卡软化点/℃ 体积电阻率
ＡＳＡ的性能特征：与ＡＢＳ一样，不透明，呈 微黄色；力学性能也与ＡＢＳ接近，具有较高的 冲击强度。
4
性能
密度 成型收缩率/% 拉伸强度/Mpa 拉伸弹性模量/Mpa 伸长率/% 弯曲强度/Mpa 弯曲弹性模量/Mpa 缺口冲击强度 洛氏硬度（R） 热变形温度 体积电阻率 相对介电常数
ASA与ABS一般性能的比较
8
ACS的性能特征:
许多性能与ABS极为相似，其突出的性能 特征是具有优异的难燃性和耐候性。
ACS、ASA、ABS室外老化性能比较
树脂品种
落锤冲击强度 起始 一个月 二个月三个月 四个月 五个月 六个月
难燃抗冲ACS 1000 800 630 505 500 490 490
高抗冲ASA 800 605 340 170 115 100 100
苯乙烯含量较低的热塑性弹性体柔软 ，拉伸强度低，随着苯乙烯含量增加， 材料的硬度逐渐增大，最终成为性能类 似于高抗冲聚苯乙烯的材料。
11
苯乙烯类热塑性弹性体的拉伸强度在 20Mpa左右，弹性模量低，弹性好，拉伸 后永久变形小。
使用温度范围较宽，化学稳定性好。
12
13
MBS、AS、MABS的一般性能比较
MBS
MABS
1.09~1.11 85 38.4 100 -
热塑性弹性体
热塑性弹性体的结构特征
在高温下，分散相或约束成分又会在热的作用下丧失能力，聚合物经融化或 熔融呈现塑性，这种化学或物理交联性质的可逆性：
• 即在高温下失去约束大分子组成的能力，呈现塑性。 • 降至常温时，这些“交联”又恢复，而起类似硫化橡胶交联点的作用
由于这种聚合物链结构性没强度和形变特性等物理机械性能，可替 代一般硫化胶制造某些橡胶制品。
与传统化发泡法工艺相比（泡孔密度通常在10^4～10^6个/cm3，泡孔 直径在50～200mm），超临界流体发泡技术所得的微孔材料泡孔密度 一般为10^9～ 10^15个/cm3，泡孔直径小于10mm。
因此，对于密度相同的泡沫材料，基于超临界流体发泡技术所得的 微孔材料具有更高的泡孔密度以及更小的泡孔尺寸，并表现出更优 异的力学性能：泡孔的存在并不会降低材料的强度，相反，裂纹在应 力条件下扩展时，微孔能够使裂纹尖端钝化，阻止了裂纹的进一步扩 展，不但不会造成材料力学性能的损失，还可以改善材料的部分性能。
1.高耐磨性 2.硬度范围广：通过改变TPU各反应组分的配比，可以得到不同硬度的产品，而且随着 硬度的增加，其产品仍保持良好的弹性。 3.机械强度高：TPU制品的承载能力、抗冲击性及减震性能突出。 4.耐寒性突出：TPU的玻璃态转变温度比较低，在零下35度仍保持良好的弹性、柔顺性 和其他物理性能。 5.加工性能好：TPU可采用常见的热塑性材料的加工方法进行加工，如注射、挤出、压 延等等。 6.耐油、耐水、耐霉菌，再生利用性好。
苯乙烯类热塑性弹性体
常见的热塑性弹性体——聚氨酯类热塑性弹性体
TPU是由二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）或甲苯二异氰酸酯（TDI）等二异氰酸酯类分子和大分子 多元醇、低分子多元醇（扩链剂）共同反应聚合而成的高分子材料。
热塑性弹性体全解共62页
•
47、采菊东篱下，悠然见南山。
•
48、啸傲东轩下，聊复得此生。
•
49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
•
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
TPE(热塑性弹性体)
TPE(热可塑性弹性体) 概論一、热塑性弹性体（TPE ）的定义 热塑性弹性体（t h e rmopl a sticel as to TPE 是弹性体，具有加硫橡胶的性质，但却不需要加硫。
此外 TPE 并 具有许多介于橡胶与塑料中间的特征。
二、橡胶与塑料的基本性质 TPE 为同时具有橡胶（或弹性体）与塑料之性质的材料，故以下先对橡 胶、塑料的基本性质做一简介。
应 力应 变图 1-1 各种物体的应力—应变特性包括橡胶（或弹性体）及塑料的高分子材料，其代表性的物理性质，可由应力— 应变的特性看出。
图 1-1 为各种高分子材料的试片，在被拉伸时表现的应力— 应变行为。
图中箭头则表示试片受到拉伸及放松时，应力—应变的变化。
钢铁是伸长率（应变）很小的材料，其应力—应变性质如 1 所示，是可 恢復原狀的完全弹性体。
而粘土则是完全的塑性体，如2所示，为完全无法回復。
至于高分子物质则兼具弹性体与塑性体的性质，为粘弹性体3的行为，但橡胶（或弹性体）较塑料更接近于完全弹性体。
由于多數塑料为粘弹性体，要具体描述热塑性弹性体与一般塑料的区别并不容易，较大的差異为热塑性弹性体在常温下具有高伸长率、高回弹率、低压缩永久另一最大区别是分子结构的差異，由于TPE具必定由橡胶成分（即软质段，soft segment）与塑料成）所构成，软质段具有弹性，而硬质段则在常温时发。
但当温度上升时，硬质段的塑料成分会熔而成为可塑性变形，如同塑料般加工时成型。
，TPE含有硬质段及软质段，分類的方法通常是異來分几大類，再以软质段、硬质段之分子固定方式之不同细分。
可形成软质段的另一方面，形成硬质段的分子可使用以下塑料：聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、间规聚合1,2聚丁二烯、反式1,4聚異戊二系、聚氨酯、聚酯、聚酰胺等。
依TPE主链上分子构造的差異，可大分为如图1-2。
图 1-2. SBSSISTPS （苯乙烯系） SEBS（苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物，SBC ） SEPS 其它 TPO （单纯混掺型）聚烯系TPV （动态加硫型） TPERB （间规聚合 1.2BR ） 聚二烯系 TPI （反式聚異戊二烯）TPNR （PP/天然橡胶）氯系 TPVC （硬质：PVC ，软质：PVC 或 NBR ）TPU 系（热塑性聚氨酯）TPEE 系（聚醚酯弹性体） 工程塑料系 TPA 系（聚酰胺系）氟素系TPE 的另一种分類法，为依巨观构造的差異，分为纯 TPE 及混掺 TPE 。
塑胶材料的分类三热塑性弹性体共37页文档
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
பைடு நூலகம்
塑胶材料的分类三热塑性弹性体
1、 舟 遥 遥 以 轻飏， 风飘飘 而吹衣 。 2、 秋 菊 有 佳 色，裛 露掇其 英。 3、 日 月 掷 人 去，有 志不获 骋。 4、 未 言 心 相 醉，不 再接杯 酒。 5、 黄 发 垂 髫 ，并怡 然自乐 。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
热塑性塑料简介课件PPT
2021/3/10
6
非结晶性塑料介绍
非结晶性塑料的特征温度是玻璃化温度Tg。
当温度低于Tg时，高聚物表现为具有“玻璃”
特征性能，称之为“玻璃态”，此时的高聚物
具备使用功能，而不能被“可塑”性能；当高
于Tg时，高聚物则具有较高弹性和一定可塑性
特点，同时失去使用功能，称之为“高弹态”
。进一步升温后，其弹性失去而可以流动，称
2021/3/10
4
2.分类：
➢ 热塑性塑料根据性能特点、用途广泛性和成型技术通用
性等，可分为：通用塑料、工程塑料、特殊塑料等。
通用塑料的主要特点：用途广泛、加工方便、综合
性能好。如聚乙烯（PE ）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙 烯（PP ）、聚苯乙烯（PS ）、丙烯腈－丁二烯－苯乙 烯共聚物（ABS）又通称为“五大通用塑料”。
2021/3/10
10
➢ 性能：
聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水 轻，无毒，具有优越的介电性能。易燃烧且离火 后继续燃烧。透水率低，对有机蒸汽透过率则较 大。聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定 结晶度下，透明度随分子量增大而提高，具有优 异的化学稳定性。
➢ 用途：
低 密 度 聚乙烯：一半以上用于薄膜制品，其 次是管材、注射成型制品、电线包裹层等
工程塑料和特殊塑料的特点是：高聚物的某些结构
和性能特别突出，或者成型加工技术难度较大等，往往
应用于专业工程或特别领域、场合。主要的工程塑料有 ：尼龙（Nylon )、聚碳酸酯（PC ）、聚甲醛（POM） 、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯醚（PP0）等，通 称“五大工程塑料”。
特殊塑料如“医用高分子”类的“合成心脏瓣膜”、“人 工关节”等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
料的成型加工方法(注塑、挤出、吹塑、发泡等) 来生产弹性体零件。 在这类高分子材料身上将橡胶和塑料的优点汇 集于一体； 加工方便、生产率高，废料可以回用。
5
2.热塑性弹性体主要包括以下几大类: 聚氨酯类热塑性弹性体（TPU） 聚苯乙烯类热塑性弹性体(TPS) 聚酯类热塑性弹性体(TPEE) 聚烯烃类热塑性弹性体(TPO)
另一方面，在高温下硬段会软化或熔化，在加 压下呈现塑性流动，显现热塑性塑料的加工特 性。
39
2.热塑性弹性体的与一般橡胶体的区别在: 不需要硫化即可加工，这就使橡胶工业可从
繁重的体力劳动中得到解脱，节省了能量，减少 了设备投资，人力投入等，尽管它的原材料较贵， 综合起来，它的生产成本仍有所降低。
还可按交联类型分为物理交联型和化学交联型 也可按结构特点，分为嵌段聚合物、接技聚合
物和其它类型等
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
Байду номын сангаас 34
35
二、TPE的结构特征、性能
整个高分子链的一部或全部是由具有橡胶弹性 的链段所组成，这一部分被叫做“橡胶段”或 “软段”；
在高温下，这些分散相或约束成分又会在 热的作用下丧失能力，聚合物经熔化或熔融呈 现塑性，这种化学或物理交联性质的可逆性： 即在高温下失去约束大分子组成的能力，呈
现塑性； 降至常温时，这些“交联”又恢复，而起类
似硫化橡胶交联点的作用。
38
由于这种聚合物链结构特点和交联状态的可 逆性：
一方面在常温下显示硫化胶的弹性、强度和形 变特性等物理机械性能，可替代一般硫化胶制 造某些橡胶制品；
48
已 成 功 地 合 成 出 了 一 系 列 新 型 材 料 , 如 mLDPE 、 m-LLDPE 、 m-ULDPE 、 m-HDPE 、 m-HMHDPE 、 m-iPP 、 m-sPP 、 m-sPS 、 mCOC(环烯烃）、茂金属α-烯烃共聚物和热塑 性聚烯烃弹性体等。
49
3.茂金属聚合物的加工性能、茂金属聚合物的应 用
第二节 热塑性弹性体
1
一、TPE概念及其分类 1.TPE概念 热 塑 性 弹 性 体 (Thermoplasticelastomer ， 缩写TPE) 是指这样一类高分子材料：“在常温下显 示橡胶弹性、高温下又能塑化成型的材料”。
2
3
4
在常温下它具有橡胶那样的弹性变形性能； 在加热到一定温度，它又具有热塑性塑料那样
57
m-sPS应用领域： 电 子 、 电 器 工 业 ： 替 代 PA 、 PET 、 PBT 。
56
(3)m-sPS PS有三种结构形式，即aPS、sPS、iPS。 aPS热变形温度低、iPS脆性大；sPS中苯环交
替排列在分子链两侧。 sPS优点：产品熔点高，耐水、热、化学药品、
溶剂(有机溶剂除外)； 密度小、加工前无需干燥、抗水解能力强，成
型性好； 具有与PBT、PA、PPS类似的物理机械性能。 缺点：结晶速度慢、通过加入成核剂可以改进。
在低温下，又有使大分子链之间形成网状结构， 从而约束大分子的某种成分存在,这些约束成分 则被称为“塑料段”或“硬段”；
这些“硬段”起着分子间化学或物理的交联作 用和补强效应；
“硬段”聚集起来形成的交联范围，称为物理 交联区域。
36
聚硅 氧烷 嵌段 共聚 物结 构图
37
1.热塑性弹性体的特征
m-PE的缺点是：加工性能较差，表现为熔点 低、熔融速度快、熔体粘度大、熔体强度差， 这是1995年以前第一代m-PE的主要缺点。
52
通过与普通LDPE混用，改进加工设备和对聚 合过程进行不断的改进，基本上解决了m-PE 加工困难的问题。
已有的实验结果表明，采用混用方式简单有效， 拓宽了m-LLDPE分子质量分布窄、难加工的 缺点，也弥补了传统聚乙烯膜材料物理力学性 能不足的缺欠。
45
2.市场前景
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;
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。
46
四、新型弹性体－茂金属聚合物 1.茂金属催化剂及其性能
茂金属催化剂活性高，已开发应用的茂金属 催化剂有三种基本结构： 即普通茂金属结构 桥链茂金属结构 限定几何构型茂金属结构
47
2.茂金属聚合物 茂金属是指由过渡金属(如锆、钛、铪等)与
环戊二烯(Cp)相连所形成的有机金属配位化合物， 以这类有机金属配位化合物合成的高分子材料称 为茂金属聚合物
与传统催化剂相比，茂金属催化剂活性高， 还具有单活性中心反应优势、单体选择优势、立 体选择优势,并可控制聚合物中乙烯基的不饱和 度等突出特点。
40
三、TPE的配方、加工和应用
41
42
43
44
1.应用领域: 胶鞋、粘合剂、汽车零部件、电线电缆、胶
管、涂料、挤出制品、掺合剂等等方面的大 量使用; 在橡胶制品方面除了不适于制造充气轮胎外， 非胎制品已有不少可以取代，如汽车部件、 部分橡胶机械制品; 建筑、电绝缘、食品和饮料包装以及医疗卫 生等多方面的应用
53
m-PE应用 肉肠薄膜 洗洁精包装 洗发精用膜、洗衣粉包装用膜
54
(2)m-PP 无规PP一直被视为等规PP的副产物，直到
1988年用茂金属催化剂才制得了高收率的m-PP 产品。
m-PP较普通齐格勒-纳塔催化剂聚合的PP流 动性好、强度高、硬度大、耐热性好、熔点低。
55
家用器皿、薄壁食品包装容器(杯子、盖子)、 薄壁多媒体包装(CD/DVD盒)等。
(1)m-PE 1991年首先由ExxonChem.Co.采用单活性中
心 催 化 技 术 合 成 出 了 m-LLDPE 产 物 ， 具 有 如 下 优点：
分子质量高、分子质量分布窄、支链短、支 链少、密度低、纯度高、透明性好及抗污染能力 强。
50
51
没有晶点，产品力学性能好，表现为强度高、 韧性好、耐穿刺能力好，封口温度低、热封 温度范围宽，是热封袋及复合薄膜热封层的 重要材料。