热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer)也称热塑性橡胶(Thermop1astic Rubber),是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性,在常温显示橡胶高弹性,高温下又能塑化成型的高分子材料。也是继天然橡胶、合成橡胶之后的所谓第三代橡胶,简称TPE或TPR。热塑性弹性体聚合物链的结构特点是由化学组成不同的树脂段(硬段)和橡胶段(软段)构成。硬段的链段间作用力足以形成物理“交联”,软段则是具有较大自由旋转能力的高弹性链段;而软硬段又以适当的次序排列并以适当的方式联接起来。硬段的这种物理交联是可逆的,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。正是由于这种聚合物链结构特点和交联状态的可逆性,因而热塑性弹性体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;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。
热塑性弹性体在加工应用上有以下特点:
可用标准的热塑性塑料加工设备和工艺进行加工成型,如挤出、注射、吹塑等。
不需硫化,可制备生产橡胶制品,减少硫化工序,节约投资,能耗低,工艺简单、加工周期缩短,生产效率提高,加工费用低。
边角废料可回收使用,节省资源,也对环境保护有利。
由于在高温下易软化,所制产品的使用温度有一定限制。
热塑性弹性体最大的成功是它有一些明显的优点,能部分取代热固性橡胶。这些优点如下:
(1)加工较简单;
(2)少或不需配料;
(3)较短的加工时间;
(4)较低的能量消耗;
(5)废料边角料可再利用;
(6)部件尺寸和整个质量的更严密控制;
(7)更适于高速自动加工;
(8)适于热固性橡胶不可行的加工(吹塑);
(9)热塑性弹性体的更低的密度,而使单位重能得到更多的部件。
但热塑性弹性体也有某些缺点和不足:
加工前需要干燥;
要求成批生产;
在给定温度下热塑性弹性体熔融,高于该温度时就不能使用,即使是短时间也不行;
低硬度热塑性弹性体品种数量有限。
热塑性弹性体的这些优缺点,决定了它门的应用领域,包括在胶鞋、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,此外包括建筑、电绝缘、食品和饮料包装以及医疗卫生等多方面的应用。