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塑料包膠軟膠,最常見的如日常生活中的牙刷柄,柄上面那層軟膠TPE,就是包膠上去的(如上圖).
前言:本文有些內容(如熔結作用,材料表面張力等)是借鑒業內前輩的觀點,再結合筆者在TPE業界4年多的經驗,略作分析,行文如下,希望對TPE從業人員及TPE制品加工廠商有所釋疑和幫助.
正文:熱塑性彈性體TPE可通過(二次)注塑加工,不借助粘合劑作用,重疊包覆在一些常用塑料如PP,ABS,PC,PA等制品表面。如前所提到的牙刷,其手柄位置的軟膠部分,就是通過注塑,將TPE包膠粘合到牙刷柄表面.這里,關鍵點是在TPE與塑料包膠結合面沒有涂粘合劑或膠水,那么就是TPE與塑料通過直接注塑加工快速實現了包覆粘合.筆者在此對這一粘合作用略作分析,以饗讀者.
1.TPE包膠粘合塑料的機理:TPE與塑料接近的極性.
并不是所有的TPE都能與塑料ABS,PC,PP等優良的包膠粘合.要在兩種塑料之間發生粘合作用,對TPE軟膠料的配方很有講究。并且,不同的硬塑品種,所需的TPE軟膠的配方及物性通常是有所差異的.TPE與硬塑料二次注塑粘合的機理,就是通過調整TPE配方,使得TPE與硬塑料具有相接近的極性或良好的相容性,為注塑粘合提供材料性能上的支持.
按照高分子化學的觀點,兩種高分子材料的溶解度參數SP數值相差小于0.5,兩種材料具有良好的相容性.在適當的條件下,相容性好的兩種熱塑性材料可以實現良好的表面粘合.因此,相容性可以說是TPE與硬塑料是否能良好粘合的內在因素(內因).
2.二次注塑粘合效果的首要影響因素:適宜的注塑加工溫度.
材料的相容性為TPE與硬塑的粘合提供了物質基礎,但還需要合適的條件來促成粘合,這個條件就是合適的注塑溫度.要讓TPE與硬塑發生粘合作用,TPE的注塑溫度,必須產生足夠的能量,能夠在TPE與硬塑的結合面發生熔結。這個熔結作用,有了TPE與硬塑的良好的相容性作為基礎,可以在結合面產生牢固的粘合作用。適宜的注塑溫度,是TPE與硬塑發生粘合作用的外在條件(外因).
3.粘合效果之次影響因素:硬塑材料的表面張力.
通常的塑料,如PP、ABS、PC等,都具有適度的表面張力.TPE在熔融狀態,都能夠快速的在這些材料表面鋪展開并實現粘合.但有一些塑料,如POM(聚甲醛,又稱賽鋼),PA尼龍等.尤其是POM,具有很好的自潤滑性,或者說材料的表面張力很小,使得TPE在時間有限的熔融狀態下,很難快速的在POM表面鋪展開,很難實現包覆及粘合.
按照以上的分析,可以解釋一些常用硬塑與TPE的粘合難易度.
一.TPE包膠PP.TPE和PP兩種材料溶解度參數SP相差在0.5以內,粘合非常容易,只需注意合適的二次注塑溫度就可.
二.TPE包膠ABS,PC.ABS與PC塑料的溶解度參數SP與TPE溶解度參數SP差值大于0.5,通過在TPE配方中添加極性增強劑(或相容劑)可以改善TPE與PC,ABS的相容性,從而實現良好的粘合.
三.TPE包膠PBT,PA等.硬軟兩種材料極性(溶解度參數SP)相差較大,需要調整TPE的極性.PBT和PA熔點高,屬于半結晶塑料,需要較高的二次注塑溫度.
四.TPE包膠POM.POM與TPE極性相差很大,雖然通過極性改性可改善兩種材料的相容性,但POM自潤滑高,TPE難于在POM材料表面快速鋪展開并實現包覆粘合.因此TPE包POM,是目前常見的包覆情形中最難的一類.
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