TPE的優(yōu)點、分類及注塑加工工藝

TPR和TPE是同一體系的 熱塑性彈性體（TPE）的定義熱塑性彈性體（thermoplastic elastomer，簡記：TPE）是指在常溫下具有加硫橡膠的性質(zhì)（即彈性體的性質(zhì)），在高溫下又可以塑化變形之高分子材料。它可以用塑料的加工機(jī)器如注塑成型、擠出成型、吹塑成型、壓延成型、T-Die流延成型等較傳統(tǒng)硫化橡膠更為快速的加工方式制造成品，且有質(zhì)輕（密度低）、環(huán)保（可回收、燃燒無毒）、使用壽命長（可較傳統(tǒng)橡膠達(dá)5~10倍以上）、加工變化度大、制品總成本低等優(yōu)點。在各行業(yè)中，逐漸被廣泛使用。TPE有時候也被稱作熱塑性橡膠（Thermoplastic Rubber，TPR），但由其定義而言，應(yīng)稱為TPE較適當(dāng)。 TPE是彈性體，具有加硫橡膠的性質(zhì)，但卻不需要加硫。

TPE的優(yōu)點

TPE的最大特征是具有多相結(jié)構(gòu)，它的軟段和硬段分別產(chǎn)生高彈性和交聯(lián)點的作用，因而用它加工制造橡膠制品具有如下一些優(yōu)點：
    ①可用一般的熱塑性成型機(jī)加工，例如注塑成型、擠出成型、吹塑成型、壓縮成型、遞模成型等；
    ②能用橡膠注塑成型機(jī)硫化，時間可由原來的20min左右縮短到1min以內(nèi)；
    ③可用壓出機(jī)成型硫化，速度快、硫化時間短；
    ④生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料（逸出毛邊、擠出廢膠）和最終出現(xiàn)的廢品，可以直接返回再利用；
    ⑤用過的TPE舊品可以簡單再生之后再次利用，減少環(huán)境污染，擴(kuò)大資源再生來源；
    ⑥不需硫化，以高壓軟管生產(chǎn)能耗為例：橡膠為188MJ／kg，TPE為144MJ／kg，可節(jié)能25％以上；
    ⑦自補(bǔ)強(qiáng)性大，配方大大簡化，使配合劑對聚合物的影響制約大為減小，質(zhì)量性能更易掌握。
    熱塑性橡膠突破了橡膠加工的傳統(tǒng)工藝，為橡膠工業(yè)開拓新的途徑，擴(kuò)大了橡膠制品應(yīng)用領(lǐng)域。較為顯著的例子是中空成型、射出成型和擠出成型。

TPE的分類

種類               結(jié)構(gòu)組成                     制法      用途
                    硬鏈段       軟鏈段
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苯乙烯類TPE(TPS)
SBS                聚苯乙烯(PS)  BR             化學(xué)聚合  通用
SIS                聚苯乙烯(PS)  IR             化學(xué)聚合  通用
SEBS               聚苯乙烯(PS)  加氫BR         化學(xué)聚合  通用、工程
SEPS               聚苯乙烯(PS)  加氫IR         化學(xué)聚合  通用、工程
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烯烴類TPE
TPO                聚丙烯(PP)    EPDM           機(jī)械共混  通用
TPV-PP/EPDM        聚丙烯(PP)    EPDM+硫化劑    機(jī)械共混  通用
TPV-PP/NBR         聚丙烯(PP)    NBR+硫化劑     機(jī)械共混  通用
TPV-PP/NR          聚丙烯(PP)    NR+硫化劑      機(jī)械共混  通用
TPV-PP/IIR         聚丙烯(PP)    IIR+硫化劑     機(jī)械共混  通用
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雙烯類TPE
 TPB(1,2-IR)           聚1,2-丁二烯              化學(xué)聚合  通用
TPI(反式1,4-IR)       聚反式1,4-異戊二烯        化學(xué)聚合  通用
T-NR(反式1,4-NR)      聚反式1,4-異戊二烯        天然聚合  通用
TP-NR(改性順式1,4-NR) 聚順式1,4異戊二烯改性物   接枝聚合  通用
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氯乙烯類TPE
TPVC(HPVC)      結(jié)晶聚氯乙烯(PVC) 非結(jié)晶PVC     聚合或共混 通用
TPVC(PVC、NBR)  聚氯乙烯(PVC)     NBR           機(jī)械共混   通用
TCPE            結(jié)晶氯化聚乙烯(CPE) 非結(jié)晶CPE   聚合或共混 通用
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氨酯類TPE(TPU)     氨酯結(jié)構(gòu)      聚酯或聚酯     聚加成    通用、工程
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酯類TPE(TPEE)      酯結(jié)構(gòu)        聚醚或聚酯     聚縮合    工程
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酰胺類TPE(TPAE)    酰胺結(jié)構(gòu)      聚醚或聚酯     聚縮合    工程
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有機(jī)氟類TPE(TPF)   氟樹脂        F橡膠          化學(xué)聚合  通用、工程
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TPE的注塑加工

螺桿轉(zhuǎn)速(rpm)、背壓和螺桿的延遲時間

螺桿的轉(zhuǎn)速應(yīng)該設(shè)定得使螺桿能及時地完全縮回，通常是在開模前2－ 3 秒種，以便進(jìn)行下一次注射。典型的螺桿速度范圍為每分鐘50－ 150轉(zhuǎn)。

如果螺桿縮回得太快，而且機(jī)器設(shè)有螺桿延遲定時器，則應(yīng)設(shè)定延遲時間使得螺桿完全縮回和開模之后的延遲時間為最小。這將縮短物料在該溫度下的停留時間以及在機(jī)膛內(nèi)的靜止時間。

增加背壓會增加物料的剪切加熱現(xiàn)象。背壓的正常設(shè)定范圍是50－ 150 psi。當(dāng)混合色母料時，應(yīng)采用較高的背壓以達(dá)到最佳的分散狀態(tài)。

注射速度

如果可能，應(yīng)如此設(shè)定注射速度的控制程序：先迅速地充填流道系統(tǒng)，然后在物料經(jīng)過澆口開始流入模腔之后降低速度。維持這一速度直到工件的90%被充滿，然后再進(jìn)一步降低速度以完全充滿模腔但又不發(fā)生工件的溢料。
注射和過渡壓力

如果機(jī)器不能通過充填速度來控制，則應(yīng)設(shè)定注射壓力使得足以在約1到 5秒鐘的時間內(nèi)充滿流道系統(tǒng)和模腔。將最初的過渡壓力調(diào)整到約為充滿工件模腔所需注射壓力的50%。這將有助于將注塑期間充填和保壓階段的壓力降低到最低限度。當(dāng)設(shè)定注射量時，應(yīng)監(jiān)視緩沖量的情況，確保它在充填和保壓階段能得以維持。

從增壓到充填再到保壓的過渡

較新的模塑 設(shè)備為從注射增壓( 注射的第一階段)到充填和保壓階段的過渡提供了額外的選擇。從增壓到充填階段的過渡最精確的方法是根據(jù)螺桿的位置來控制。根據(jù)螺桿的位置使得加工者能始終一致地將一定體積的物料注入模腔。它也為工件的充填和致密化提供了精確的控制，有助于防止工件的塌陷和空穴。

時間是控制過渡的另一辦法，但不推薦采用。使用模腔壓力來控制過渡是代價高昂的辦法，因為它涉及在工件模腔內(nèi)安裝壓力傳感器。當(dāng)要求達(dá)到高精度的模塑公差時，才采用這一過程。

降低從增壓到充填和保壓階段之間的過渡壓力，將有助于控制在襯套頂端處發(fā)生滴料。如果注射設(shè)備設(shè)有充填和保壓階段的壓力控制程序，則可用以降低通往流道的速度和壓力。

注射時間 

充滿流道系統(tǒng)最佳的時間約為0.5－1.5 秒鐘。充滿模腔應(yīng)再花1－5秒鐘時間。如果可能，最好通過控制注射速度來控制充填時間。

保壓時間

應(yīng)該設(shè)定澆口凝固前的保壓時間。通常，澆口的大小對保壓時間是一個決定性因素。澆口越大，澆口凝固前的保壓時間則越長。

冷卻時間

冷卻時間主要取決于熔體溫度、工件的壁厚和冷卻效率。此外，物料的硬度也是一個因素。與很軟的品種(肖氏硬度< 20A)比較，較硬的品種(肖氏硬度> 50A)在模具內(nèi)將較快地凝固。

對于一個中等硬度SEBS復(fù)合材料的典型工件，如果從兩側(cè)進(jìn)行冷卻，那么每0.100" 壁厚所需的冷卻時間將是大約15到20秒。

重疊模塑的工件將需要較長的冷卻時間，因為它們可以通過較小的表面積而有效地冷卻。每0.100"壁厚所需的冷卻時間將是大約35到40秒。