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热塑性弹性体 TPE 风头正盛
近年来,国内随着汽车工业迅猛的增长,TPE(以TPV、TPO和TPS为主)已经形成以汽车为中心的应用市场,形成保持年均15%~20%的高速增长势头。TPE被大量应用于汽车车身、内外饰、结构件和特种用途上。


然而,在汽车市场之外,TPE还有哪些典型应用?本期我们将通过几个案例来介绍TPE在其他应用行业的不凡表现。TPE本身具有多重性能优势:易于热塑加工、周期时间短、能耗低、加工窗口较大、100%可回收处理等,而且色彩效果丰富,更具设计灵活性,还能实现不同材料的组合(软硬复合),因此应用非常广泛,医疗、包装、可穿戴设备、智能电器、极限运动、建筑等行业等行业都可以看到TPE的身影。

一、更安全的医疗应用

2020年初,新冠病毒疫情的持续蔓延为医疗和社会体系带来了严峻的挑战,抗击疫情的医疗设备生产亟需充足的配件供应,如呼吸机的阀门、连接件和管材以及安装呼吸器所用的简单弹力带。

TPE应用于医疗呼吸机

医疗诊治需要更高效的设备来清除患者呼吸道中的粘液,改善患者的肺部功能。而并非任何呼吸治疗设备都可以达到期望的效果,其中,设备制造采用的材料差异便是影响其功能的重要因素。

TPE材料的独特性能使其更适合医疗领域的应用,尤其是用于制作呼吸机和呼吸治疗设备。凯柏胶宝®热塑宝M化合物具有出色的耐用性、柔韧性和高弹性,可用于制作挠性连接器、隔膜、密封件和阀门以及呼吸治疗设备,例如氧气管、雾化器管、气雾面罩、吹嘴、柔性连接器、便携式雾化器、阀门(咬嘴)和鼻腔冲洗器(盖和连接器)。

通过多组分注塑成型技术,热塑宝M系列对多种聚烯烃(如,PP、PE、COC和COP)和技术热塑性塑料(如ABS、PC、PET-G和聚酰胺)具有极佳的包胶性。该系列化合物可采用注塑和挤出工艺进行加工,具有出色的压缩永久变形特性。

TPE在医疗行业还有很多应用案例,其中。当今的新型疾病需要更严格的处理,从而阻止疾病传播,或将其影响控制在最小范围。作为感染控制的关键,人们必须严格遵守处理血液和体液——作为病原体潜在载体——的规程。同样,为了应对治疗新型疾病的复杂性,静脉采注的药物递送系统也要不断升级。

TPE等医疗级塑料材料的应用,表明医疗设备需要优越的性能、安全性和耐用性来确保遵守规程和医疗手段的效力。因此,TPE为医疗设备和配件制造商界定了原材料规格。

凯柏胶宝®高品质热塑宝M系列化合产品,具有重新密封、低表面摩擦和高弹性的优良特性;硬度范围为60VLRH(超软)至50ShD(半刚性),适用于集血器盖密封、输液盖,并能广泛用于输液泵配药系统密封、注射器活塞、输液器密封塞、导尿管帽、月经杯和软管。

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TPE可直接接触血液和体液

热塑宝M系列化合物也不含动物源性成分、乳胶、PVC和邻苯二甲酸盐。产品在制造过程中未使用重金属,并经过134°C高压灭菌器、2x35kGy伽马射线和环氧乙烷灭菌消毒灭菌。

此外,该系列的TPE产品还符合德国工程师协会(VDI)针对医用级塑料(MGP)制定的VDI2017准则要求以及Reach和RoHS规定。这些化合物经检测符合以下各项标准要求:DINISO10993-5细胞毒性、DINISO10993-4溶血和间接血液接触、DINISO10993-10皮肤内刺激性和DINISO10993-11急性系统毒性,属于USPVI抽取级别。

药品包装

在包装材料开发的过程中,产品保质期一直都是最重要的考虑因素之一。药品包装尤其如此,必须确保药品在送到消费者手中之前,可以保护药品免受生物污染。因此,药物包装材料必须符合多方面的严格要求,比如防光、防热、防潮,可确保内部的药物不会发生化学反应等。

此外,药物包装材料的设计方式应该非常灵活,必须在不增加包装重量的前提下易于处理和存储。

TPE等聚合物材料在药物包装领域的应用,是一个重要的发展里程碑,因为这种材料具有行业要求的性能,例如,出色的紫外线防护性能、高抗冲击性强度以及耐用性。

凯柏胶宝®针对各行各业提供各类热塑性弹性体产品和定制解决方案,其生产的热塑宝M化合物就可以符合上述的各项要求。该系列专为医疗和制药行业开发,符合药品包装所需的各项规格。该系列符合USPVI级、ISO10993-4(溶血)、ISO10993-5(细胞毒性)、ISO10993-10(皮内刺激性)和ISO10993-11(急性系统毒性)中规定的医药级塑料的国际标准。

生物污染物是导致药品变质的主要原因。热塑宝M化合物的    优势在于:可使用EtO气体、过热蒸汽(134°C)、γ射线处理(2x35kGy),β射线(电子束)处理(2x35kGy)对其进行灭菌。因此,这些化合物适合制作药瓶的密封件和阀门,以及药物包装中的封盖、隔膜、瓶盖、输液盖和安瓿等。这种化合物还应用于制药行业中与转移和填充过程相关的产品。

热塑宝M化合物的开发过程充分优化了产品的生产率和成本效益。这种材料不仅应用广泛,还可以进行经济高效的成型加工,在进行注塑、双组分注塑成型和挤压加工时具有周期短的优势,可帮助制造商提高生产率。此外,热塑宝M化合物对广泛的聚合物(例如PP、PE、COC、ABS、PS、PC、PET和PA)具有极佳的包胶性。

二、创新型可穿戴设备

对偏头痛和其他疼痛病症进行非药物治疗已经成为一项挑战。一方面,患者在偏远地区无法获得快速门诊服务,另一方面,在当前COVID-19疫情的情况下,保持社交距离也对患者求助时带来困难。

位于以色列内坦亚的Theranica公司开发出一种创新型神经调节装置:Nerivio®,这种方便的可穿戴解决方案可同时解决上述两个问题,还可以进行个性化设置,通过应用程序控制对偏头痛进行紧急治疗。这款电动设备只需佩戴在手臂上,即可使用电子脉冲诱导无药止痛过程。这个用户友好型应用程序适用于Android和iOS智能手机,包括可与医护人员共享的偏头痛记录,便于用户更好地管理这种严重情况下可能致残的疾病。

Theranica总裁兼首席执行官AlonIroni说:“为了寻找适合制作Nerivio®外壳的最佳材料,我们测试了多种生物相容性化合物,希望它是质地柔软、已获得皮肤耐受认证、具有灵活的加工性能和最佳表面质量。此外,这种化合物必须对双面密封胶带具有长期包胶性,不会出现分层问题。”

公司与当地着名聚合物供应商AiTChemicals和凯柏胶宝®以色列分销商紧密合作,最终锁定了可实现最佳性能的材料:热塑宝M医用级热塑性弹性体(TPE)。

这种材料可保持最佳模塑状态,具有表面光滑柔软、持久耐磨的特点,是适合制作设备臂环和绑带的最佳选择。它具有生物相容性,不会对皮肤产生刺激,可满足材料对细胞毒性的要求,在这两个特性方面已分别通过ISO10993-10和ISO10993-5标准认证。

这种化合物可进行出厂前预着色,根据客户要求提供臂环所需的时尚灰色表面纹理。此外,凯柏胶宝®的多款化合物均已记录在FDA药品主文件中,这有助于最终客户加快监管审批和上市时间。

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Nerivio®只需佩戴在手臂上,即可使用电子脉冲诱导无药止痛过程

经过全面的临床实验审批后,Nerivio®设备已于2019年5月获得美国食品和药物管理局(FDA)的DeNovo临床应用批准。FDA将这款可穿戴设备归类为“可治疗头痛、佩戴于躯体和四肢的电刺激器”。它符合医疗电气设备、神经和肌肉刺激器在安全性和电磁兼容性方面所有适用的IEC/EN60601标准。

Nerivio®目前作为处方可穿戴设备已在美国上市,包括可通过远程医疗平台UpScript和Cove提供。预计2021年将在欧洲和其他地区推出。

三、智能电器

智能家电已成为现代厨房的重要组成部分,充分彰显了物联网的神奇能力。从自动化到配有传感器的家电,烹饪过程变得更轻松、快捷和便利。此外,家电采用智能创新可实现更高的能源效率,减少碳排放,进而吸引更多的关注。

智能厨房设备的功能齐全,让烹饪、储存和清洁更加方便、高效、快捷和安全。此外,这些现代厨房设备还有助于保持食物的新鲜度和味道,有助于最大程度减少食物浪费。

热塑性弹性体(TPE)可满足标准或多用途厨房电器在耐用性、食品安全性和美学设计方面的要求,例如食品加工机、空气炸锅、食物脱水机、蒸锅、多功能炊具、烤箱、洗碗机、酸奶机、搅拌机和咖啡机等。厨房的使用频率很高,对电器的耐用性自然也提出了更高的要求。TPE具有极强的耐冷热性,足以满足这些苛刻条件。

凯柏胶宝®针对各行各业提供热塑性弹性体产品和定制解决方案,包括适用于厨房电器的热塑宝K系列。热塑宝K系列具有出色的机械性能(包括硬度范围、弹性和热稳定性),出厂前可提供色彩缤纷的颜色选择,材料触感柔软,可制作成各种造型新颖、结构坚固的时尚厨房工具。

热塑宝K系列中的FC/HE/tl等化合物具有出色的回弹性,呈半透明色泽,可轻松着色。这种TPE化合物可应用于泵密封配件和咖啡机的密封水容器;FC/AP系列具有良好的加工性能和舒适的表面触感。这种材料提供自然色和半透明色两种选择,易于着色,适合制作搅拌器手柄、电饭煲按钮、蛋糕搅拌器手柄等零件。

此外,凯柏胶宝®提供广泛的热塑宝K系列产品,可满足其他各种厨房电器应用的需求。

热塑宝K系列可回收,不含乳胶、PVC、邻苯二甲酸盐和双酚A,且不含卤素和重金属成分。它具有很高的热稳定性,符合食品接触安全的全球标准,例如,欧盟法规No.10/2011、食品药品管理局(FDA)联邦法规(CFR)标题21和EN71/3欧洲安全标准。

随着世界快速走向城市化,如何有效管理时间已成为提高家庭效率的关键。越来越多的人需要平衡工作和家庭的关系,因此先进的高科技设备也成为必不可少的重要工具。这些设备具有语音命令、传感器、连接性和安全保护等功能,可以将人们用于日常琐事的时间减少一半。

因此,在制造高科技产品时使用具有同级别先进技术的优质材料(例如热塑性弹性体TPE),可以为用户带来更大的益处。

TPE化合物具有良好的密封性,触感柔软,适合进行创新设计和呈现更缤纷的色彩,是高科技家居产品实现理想功能和性能不可缺少的材料。此外,TPE材料还可以满足OEM在设计、美学、重量要求和UL安全标准等方面的规定。

TPE化合物可用于制作类型多样的高科技家居产品,包括自动语音指令割草机、机器人吸尘器、可进行折叠衣物和游泳池清洁的机器人、无线LED照明和扬声器、具有传感器功能的门窗安全装置、花园自动浇水系统等。

凯柏胶宝®的热塑宝KAD1和AD/PA化合物具有天然色和黑色两种颜色可选,易于着色,可实现各种多姿多彩的设计。

AD1系列与极性热塑性塑料(如ABS、PC和PC/ABS)具有良好的包胶性。这些化合物还具有优化的流动性能,可形成柔软的表面触感,具有抗紫外线效果,可进行脱模加工。该系列还可以进行注塑和挤出加工。AD1系列还具有可控制排放和异味等诸多优势,为其带来更多应用可能性,例如便携式吸尘器和窗户清洁机器人的密封材料以及草坪机器人的垫片过滤器、索环和指轮等等。

与此同时,AD/PA系列还适用于在功能性应用和设计元素中不能含有卤素(根据IEC61249-2-21)的应用,这也是大部分市场对相关产品的硬性要求。该系列具有极佳的PA包胶性以及良好的加工性和着色性。相关的应用包括游泳池机器人的按钮、护盖和握柄刷;窗户清洁刷、真空吸尘器的过滤袋等。

四、益智玩具

玩游戏是儿童学习和成长的重要方式。尤其是宝宝成长的初期,在游戏中使用各种益智玩具可以充分激发孩子的学习潜力,对他们的智力发育、解决问题能力、创造力、情感和社交能力以及运动能力都大有裨益。

因此近年来,从学步幼儿到青少年的不同人生阶段,人们越来越注重通过玩具、电子书等丰富的儿童教育产品,助力孩子们的成长。与其他普通玩具一样,益智玩具也要避免任何有害物质带来的危害,例如邻苯二甲酸盐、双酚A(BPA)、PVC、增塑剂和铅等有毒重金属。

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TPE适用于玩具制造领域,可在不影响产品设计和质量的同时确保安全性

TPE等创新材料是适用于玩具制造领域的首选材料之一,可在不影响产品设计和质量的同时确保安全性。此外,TPE可提供弹性和多种色彩选择,被广泛用于提高儿童益智玩具的外观吸引力。

凯柏胶宝®是全球领先的TPE制造商之一,也针对益智玩具行业开发了热塑宝KFC/AD1/PS系列和FC/CS系列。玩具制造企业要谨慎对待所使用的工业化学品和合成物质,安全性更是重要考量之一。

热塑宝KFC/AD1/PS系列和FC/CS系列符合食品接触安全性的全球标准,例如EU10/2011、食品药品管理局(FDA)联邦法规(CFR)第21章和EN71/3欧洲安全标准,客户可以放心地将其用于制造各种教育类产品,包括为婴幼儿提供的产品。

五、极限运动器材

极限运动彰显了人类体能的无限潜力,更体现出人类强大的精神力量。它不仅吸引了渴望刺激和冒险的极限运动爱好者,普通大众也会参与其中,他们希望通过这些运动形式摆脱日常琐事的束缚,探索舒适区之外的更广阔世界。

TPE不仅性能卓越,还具有耐用性和多功能性的特点,易于着色,触感柔软,是提高运动器材功能性和安全性的理想材料。

极限运动会引起人体肾上腺素分泌激增,这种刺激的感觉让它吸引了越来越多的参与者。极限运动的形式多种多样,如山洞潜水、水上摩托艇、冲浪、跳伞和拳击等。但它们也有一个共性:追求速度,存在较高的风险。随之而来的是高度专业化的运动器材需求激增。

TPE不仅性能卓越,还具有耐用性和多功能性的特点,易于着色,触感柔软,是提高运动器材功能性和安全性的理想材料。

凯柏胶宝®的热塑宝K系列非常适合用于制作运动器材,可以让成品具有极佳的专业适配性、手感和外观,从而备受终端用户的认可。热塑宝K中的部分化合物系列具有低至-40°C的耐低温性,同时具有优异的机械性能。

此外,热塑宝K耐刮擦系列具有耐水和耐候性能,是用于极端天气条件下运动器材的优选材料。该系列还具有极佳的耐磨效果,这种特性使其非常适合制作雪地速降板的手柄和滑雪杖的握把。

此外,该化合物的硬度范围很宽,从低于邵氏10A的超软质感到高达邵氏50D,凭借其超强的耐用性和多功能性被广泛用于各种极限运动器材。热塑宝K化合物适合制作运动器材的不同组件,比如冲浪板垫、拳击用护口器、头盔、护膝、滑雪板固定器的减震器、头灯密封件和护目镜条等。

除了其优越的性能外,热塑宝K系列还针对挤出工艺(例如薄膜挤出)进行了优化。它也可以通过注塑成型工艺加工成类型多样的热塑性材料,例如PP、ABS、PC、PC/ABS、PCT、ASA、SAN、PMMA和PET等。

六、助力建筑行业实现可持续性发展

建筑行业是经济发展的核心领域,通过持续采用最新行业技术和材料,在实现可持续发展方面扮演着重要角色。

TPE是一种结合多方面优势的新型材料,如可回收、结实耐用、柔韧性能、生产工艺具有成本效益等,因此广泛应用于建筑内部和外部组件。

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TPE 具有多功能和易加工的特点,因此成为建筑行业中非常受欢迎的材料选择,适用的应用领域包括门窗密封条、管道、水过滤系统、通风系统等

由于TPE具有多功能和易加工的特点,因此成为建筑行业中非常受欢迎的材料选择,适用的应用领域包括门窗密封条、管道、水过滤系统、通风系统等。

随着建筑行业对可持续性发展的需求日益迫切,这样的趋势为更安全、更环保的材料解决方案铺平了道路。凯柏胶宝®KEX/UV无卤素(符合IEC61249-2-21规定)系列具有耐丙烯酸涂料的特点,可通过红外和镜面焊接方法进行焊接。

在密封应用中,这种化合物在抗紫外线和耐候性方面优于其他材料,因此适合制作型材、门窗密封条、边缘保护装置和太阳能设备中的模制零件。热塑宝KEX/UV系列也获得了符合RALGZ716/1和CSTB/DER/BV-PEM窗户密封条标准的批准。

此外,得益于这种化合物的柔韧性能,它还可用于制作复杂形状的零件,因此也是装饰部件的理想材料之选。

除了以上提到的应用领域,由于TPE材料能够为产品提供防滑吸震功能,提高产品的舒适性和耐用性,也常常被用在各类工具的包胶上,比如老虎钳、铲子、电钻、仪表等;在居家日用方面,TPE在有一席之地,我们常见的冰格、防滑地毯、牙刷包胶、卫浴花洒料、箱包涂覆料、水管、厨具用具包胶,均可使用TPE……

TPE的加工性能类似热塑性塑料,而性能和触感则类似热固性橡胶,良好的综合性能使其拥有广阔的发展空间。在发达国家,那些易于取代热固性橡胶的领域已经逐渐完成了更新换代,而且需求也正逐渐减缓。相比之下,医疗应用、可穿戴设备领域、消费品市场、建筑等领域对TPE产品的需求出现增长之势。未来TPE市场将如何发展,一起来关注吧!

文章来源:国际塑料商情 

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