眾所周知,SEBS通過與聚丙烯、環烷油或氫化環烷油、白油等混合可生產邵氏硬度在A0-95的彈性體,此類彈性體有優秀的表面質感和耐候抗老化性能,可廣泛用于軟接觸材料如手柄、文具、玩具、運動器材的握手、密封條、電線電纜、牙刷柄及其它包覆材料等。但是影響TPEs硬度(以SEBS為基材)的因素到底是什么?是通過控制什么因素來達到的?
圖 1左:TPE55A醫用管材 ;右:TPE0度料做的文胸
首先,我們先來看看,A0-A75硬度的一些常規配方。再來討論,影響TPEs硬度的因素。
表 1邵氏硬度0A-75A配方(表中充油比皆為大約數)
1.邵氏A0度的果凍蠟配方 |
YH—502:8份,液體石蠟:5份,白油:87份,抗氧劑:1份(充油比1:11) |
將上述原料加入反應釜中于180℃溫度下攪拌20分鐘即可,對于一些需要一定拉伸強度的邵氏A0度膠可將YH—502換成YH—503即可。如需提高硬度可視實際情況加入適當比例的YH—502、YH—503。 |
2.邵氏A10度彈性體配方 |
YH—503或YH—601、602:25份,PP:5份,白油:70份:抗氧劑 1份;將上述物料經高速捏合機充油混勻,再加入雙螺桿擠出機(L/D≥32)于190-230℃之間造粒即可。(充油比1:3) |
3.邵氏A20度彈性體 |
YH—602:50份,白油:50份;此配方彈性、扯斷強度、拉伸強度大,回彈性好,尤其是壓縮變形低,適用于抗震彈性材料。(充油比1:1) |
4.邵氏A55度彈性體 |
YH—602:500份,PP:100份,抗氧劑:1份,白油 350份 此配方特點透明、變形小,可用于醫用管材。(充油比7:5) |
5.邵氏A65度彈性體 |
YH—601:350份,PP:200份,白油:450份,抗氧劑:1%此配方回彈性好,100%定伸3.0MPa,拉伸強度9.2 MPa,伸長率>500%,可用于密封條。 |
6.邵氏A75度彈性體 |
YH—503:350份,PP:250份,白油:500份此配方彈性體300%定伸5.2MPa、伸長率470%,可用于包覆材料。 |
從配方中我們可以看出,能影響TPEs彈性體的硬度的四大因素:1. 充油比;2.PP樹脂含量;3.填充物含量等;4.SEBS原料等
1. 充油比(最主要的因素)
充油量是影響TPEs彈性體硬度的主要因素。充油量越多,硬度越低,根據研究表面,充油量與彈性體的比例關系。(僅供參考)當然,不同的油,對于TPEs的硬度也不一樣,這這里便不做討論范圍。比如說,石蠟基油比環烷基油降低硬度更多(同一條件下),增塑效果更好。
表 2SEBS充油量與硬度的關系
類型 |
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 |
圖 2白油
2. PP含量(次要因素)
PP含量越高,彈性體的硬度也越高。PP作為塑料具有一定的剛性,并且粘度較小,隨著含量的增加,PP本身的性能就展現出來了,SEBS的性能被弱化。因此,隨著PP含量的增加,TPEs彈性體的硬度提高。
圖 3PP含量對彈性體硬度的影響
3. 填充物的含量
除了充油量與PP含量,無機填充物的含量,對于TPEs彈性體硬度也存在一定的影響。如:隨著輕鈣含量的增加,硬度也逐漸增大。
表 3輕鈣含量對SEBS彈性體硬度的影響
輕鈣(份) |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
300%定伸應力,MPa |
0.5 |
0.5 |
0.8 |
0.8 |
1.1 |
拉伸強度,MPa |
1.2 |
1.0 |
0.9 |
0.9 |
0.7 |
伸長率,% |
592 |
545 |
506 |
459 |
439 |
永久變形,% |
8 |
8 |
8 |
8 |
4 |
硬度(邵A) |
24 |
25 |
30 |
33 |
35 |
圖:彈性體專用粉碎機,生產能力700kg/h,來源于三創塑膠機械有限公司
4. SEBS中S組分的含量(影響最小)
圖 4 SEBS的分子結構
苯乙烯為SEBS硬段,具有較強的剛性,對于SEBS的性能有最重要的影響。隨著S段含量的提高,彈性體的硬度、強度都會提高,但彈性會下降。
對于實際生產過程中TPEs硬度的控制,應該根據實際情況來把控,文章中的內容,只是從理論的角度去說明,硬度的把控方向,僅供參考!
文章內容來源于高分子論壇,艾邦高分子編輯整理
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