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影响TPEs硬度的四大因素,你get了吗?

众所周知,SEBS通过与聚丙烯、环烷油或氢化环烷油、白油等混合可生产邵氏硬度在A0-95的弹性体,此类弹性体有优秀的表面质感和耐候抗老化性能,可广泛用于软接触材料如手柄、文具、玩具、运动器材的握手、密封条、电线电缆、牙刷柄及其它包覆材料等。但是影响TPEs硬度(以SEBS为基材)的因素到底是什么?是通过控制什么因素来达到的?

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图 1左:TPE55A医用管材 ;右:TPE0度料做的文胸

首先,我们先来看看,A0-A75硬度的一些常规配方。再来讨论,影响TPEs硬度的因素。

表 1邵氏硬度0A-75A配方(表中充油比皆为大约数)

1.邵氏A0度的果冻蜡配方

YH5028份,液体石蜡:5份,白油:87份,抗氧剂:1份(充油比1:11

将上述原料加入反应釜中于180℃温度下搅拌20分钟即可,对于一些需要一定拉伸强度的邵氏A0度胶可将YH502换成YH503即可。如需提高硬度可视实际情况加入适当比例的YH502YH503

2.邵氏A10度弹性体配方

YH503YH60160225份,PP5份,白油:70份:抗氧剂 1份;将上述物料经高速捏合机充油混匀,再加入双螺杆挤出机(L/D32)于190-230℃之间造粒即可。(充油比1:3

3.邵氏A20度弹性体

YH60250份,白油:50份;此配方弹性、扯断强度、拉伸强度大,回弹性好,尤其是压缩变形低,适用于抗震弹性材料。(充油比1:1

4.邵氏A55度弹性体

YH602500份,PP100份,抗氧剂:1份,白油 350份  此配方特点透明、变形小,可用于医用管材。(充油比7:5

5.邵氏A65度弹性体

YH—601350份,PP200份,白油:450份,抗氧剂:1%此配方回弹性好,100%定伸3.0MPa,拉伸强度9.2 MPa,伸长率>500%,可用于密封条。

6.邵氏A75度弹性体

YH—503350份,PP250份,白油:500份此配方弹性体300%定伸5.2MPa、伸长率470%,可用于包覆材料。

从配方中我们可以看出,能影响TPEs弹性体的硬度的四大因素:1. 充油比;2.PP树脂含量;3.填充物含量等;4.SEBS原料等

 

1. 充油比(最主要的因素)

充油量是影响TPEs弹性体硬度的主要因素。充油量越多,硬度越低,根据研究表面,充油量与弹性体的比例关系。(仅供参考)当然,不同的油,对于TPEs的硬度也不一样,这这里便不做讨论范围。比如说,石蜡基油比环烷基油降低硬度更多(同一条件下),增塑效果更好。

表 2SEBS充油量与硬度的关系

类型

充油比

硬度A

SEBS:油

2:1

25

SEBS:油

1:1

20

SEBS:油

1:1.5

15

SEBS:油

1:2

10

SEBS:油

1:3

5

SEBS:油

1:3.5

1

SEBS:油

1:4

0.1

SEBS:油

1:4.5

0

图片

图 2白油

2. PP含量(次要因素)

PP含量越高,弹性体的硬度也越高。PP作为塑料具有一定的刚性,并且粘度较小,随着含量的增加,PP本身的性能就展现出来了,SEBS的性能被弱化。因此,随着PP含量的增加,TPEs弹性体的硬度提高。 

图片

图 3PP含量对弹性体硬度的影响


3. 填充物的含量

除了充油量与PP含量,无机填充物的含量,对于TPEs弹性体硬度也存在一定的影响。如:随着轻钙含量的增加,硬度也逐渐增大。

表 3轻钙含量对SEBS弹性体硬度的影响

轻钙()

20

40

60

80

100

300%定伸应力,MPa

0.5

0.5

0.8

0.8

1.1

拉伸强度,MPa

1.2

1.0

0.9

0.9

0.7

伸长率,%

592

545

506

459

439

永久变形,%

8

8

8

8

4

硬度(A)

24

25

30

33

35

 图片
图:弹性体专用粉碎机,生产能力700kg/h,来源于三创塑胶机械有限公司


4. SEBS中S组分的含量(影响最小)

图片
 图 4 SEBS的分子结构

苯乙烯为SEBS硬段,具有较强的刚性,对于SEBS的性能有最重要的影响。随着S段含量的提高,弹性体的硬度、强度都会提高,但弹性会下降。

 

对于实际生产过程中TPEs硬度的控制,应该根据实际情况来把控,文章中的内容,只是从理论的角度去说明,硬度的把控方向,仅供参考!


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