主要弹性体TPE性能及应用简述

  弹性体TPE种类较多，一款新开发的产品，如何选择合适的弹性体材料呢?这想必是众多材料使用者们困惑的问题。本篇文章，弹性体推客（为本公众号创始人，本公众号运营者的网络称呼）将为大家简要讲述。

  弹性体推客认为，弹性体TPE的分子链结构决定了其物理化学及加工特性，进而决定了其不同的应用领域。

TPE膜的特点和应用！“可呼吸”的薄膜！

TPE可以通过挤出形成自支撑膜，用于服装面料的复合。TPE薄膜可以起到保护作用，同时保证气体的流通，这个指标可通过透气率进行衡量。通常贸易化用于发展防水透湿薄膜的方式是微孔形式的，如膨胀拉伸PTFE薄膜，各种聚烯烃薄膜以及湿法聚氨酯等。在面料用途中，TPE无孔薄膜具有应用上的上风，如耐磨性和物理性能等。薄膜复合在织物上时，小分子如水蒸汽可以通过溶解/扩散方式通过薄膜。“可呼吸”聚合物是指那些对水蒸汽具有高的透过率的材料，而不是指对氧和二氧化碳等空气成分具有透过作用的材料，一般说来，聚合物中活性成分越高，透过率就越高。


水汽分子在密实薄膜中的传输行为一般是通过分子扩散来进行的（参考吸收-扩散模型），利用两侧的蒸汽压差产生驱动力。为了降低传递阻力，薄膜应具有高渗透性和低的厚度，但从薄膜物理性能方面考虑，薄膜厚度并非越低越好。

微天气动力学

微天气在皮肤和薄膜之间的重要参数是温度和湿度。为了维持稳定的体温与环境之间的热动力学平衡（作为舒适的定义）。人体活动产生的热应该即是耗散给环境的热量。热损失的主要原理，特别是在身体活动的时候，主要是水的蒸发和蒸汽向环境的运送。

在身体活动的时候，人体每小时800克的水蒸发量，对应的热量损失是1800KJ，约80%所产生的热量。


TPE化学

有很多因素影响聚合物的渗透率和呼吸性能。例如，材料的本质亲水性，结晶性，填料含量都能影响的聚合物对蒸汽的传递。TPE经常被用于医学材料的是AB结构恶毒多段共聚物。具有酰氨，氨酯，酯基硬段的弹性体材料通常提供可用的机械性能，使得他们成为可以用于制造薄膜。通过操纵TPE分子的骨架以改进渗透率，如-通过整和亲水成分以正家聚合物与水的亲和力。

在分段的TPE材料中，渗透主要发生于橡胶态，弹性的软段相而不是通过硬段相进行。因此，渗透性能与硬段含量的变化呈反对应。通常，软段含量主要决定水汽渗透性。


软段

基本的用于TPE薄膜的聚醚软段主要是PEO和PEG或PPO/PEO共聚物，但PTMG也有使用。完全的PPO链段基本上不用于透汽性TPE中。通常是不同软段的混合物用于平衡物理性能：如PEO更亲水，而PTMG机械性能优秀而且不像前者那般膨胀。增加CH2/O2的比例降低软段和硬段的相容性。

亲水链段的分子量与其他基于聚醚的TPE在同一个数目级内，既（600–4000g/mol）。

PEO合成的TPE具有高的透气率，接近著名的亲水材料如纤维素和聚乙烯醇。使用PEO的一个缺点是膜表面太粘。根据吸收-扩散模型，透汽性是渗透物量和扩散运动速度的函数。高的链段运动，通过玻璃态温度证实所有的PEO软段的是0°C，这就答应高的扩散系数。通常以为高的湿气透过率与连续的软段相有关系。水的吸收与软段PEO的含量高度相关，也与软段分子量有关系。增加软段分子量同时进步水吸收率，据信是与软段和硬段的分离程度有关。低分子量的软段通常得到物理性能强的薄膜。高分子量软段行成更明显的PEO微区，但硬段减弱，能够吸收大量的水。水吸收量的增加通常显示出的指数增加，这可通过物理交联的进行解释。这些交联给出了亲水微区的膨胀限度。低PEO含量时，吸收水被绑定在PEO链段上；一定PEO含量以上，自由水增加。

硬段

透汽性TPE薄膜的熔点主要是有硬段类型决定。高的熔融温度期看用于高温工艺以提供热稳定性，如压膜，防水织物，压合膜。PA12在其重复单元上具有12个碳，达多数TPU硬段提供175°C或以下的熔点，而一些聚酯型TPE的熔点高达200°C。一系列重要的物理性能如拉伸强度，耐磨性也主要是由硬段决定的，例如结合含氮的PA12和TPU硬段的薄膜通常较强。

薄膜的制造

当前普遍用于制造可呼吸薄膜的技术是溶液浇注和熔融挤出。TPE薄膜的热塑性本质使得他们能利用适当溶剂进行溶液浇注。固然TPU经常采用MEK或其他溶液，发现合适的溶剂用于PEBA和PEE仍然是个题目。亲水型TPU，例如，可能从粘稠的溶液浇注得到。在溶剂蒸发后，可得到密实的膜。通过控制相分离，也可以得到溶液沉积成非溶剂多孔膜。溶液工艺通常比挤出工艺更贵。

熔融挤出是好的成膜工艺。除了极软的级别，大多数亲水TPE适合于挤出。TPE材料的干燥很关键，由于材料倾向于吸收环境湿气，而较高的湿气含量可能导致不均匀的膜表面。膜能够从熔体通过模头直接成型或着通过圆口模吹膜。熔体通过模头的量和和速度决定膜的终极厚度。TPE必须体现出足够的熔体强度以维持牵引。结晶现象可能发生在牵引结束后，以减少牵引定向和物理性能的不均匀。

吹膜（Blownfilm）是本钱低和有效的方式。由于TPE本身的性质，需要特殊的设备。滑剂或抗粘剂经常添加到本体树脂中以促进加工，特别是有利于比较薄的膜。添加剂有时候对透气性能具有负面影响，由于他们作用于膜表面重要的湿气吸收界面。吹膜成型通常比挤出成型得到的薄膜具有上风，对于透汽性能能进行较好的控制。有时候，将几种TPE材料混合在一起可以调整薄膜的性能以满足特定应用的须要。

版权声明

本站发布的有些文章部分内容来源于互联网。如有侵权，请联系我们，我们会尽快删除。