TPEE------熱塑性聚酯彈性體是thermoplastic polyester elastomer的簡寫,熱塑性聚酯彈性體TPEE是含有聚酯硬段和聚醚軟段的嵌段共聚物;其中聚醚軟段和未結晶的聚酯形成無定形相,聚酯硬段部分結晶形成結晶微區(qū),起物理交聯(lián)點的作用。熱塑性聚酯彈性體具有橡膠的彈性和工程塑料的強度,軟段賦予它彈性,使它像橡膠;硬段賦予它加工性能,使它像塑料。與橡膠相比,它具有更好的加工性能和更長的使用壽命;與工程塑料相比,它同樣具有強度高的特點,而柔韌性和動態(tài)力學性能更好。 TPEE具有高強度、高彈性、耐油、耐酸堿、耐高溫、耐輻射,動態(tài)力學性能特優(yōu)等特性;使用溫度范圍為-55℃~+150℃,硬度范圍30-75D。
熱塑性聚酯彈性體TPEE的發(fā)展
1926年,B.F.Goodrich公司的Waldo Semon發(fā)現(xiàn)了增塑PVC具有與橡膠或皮革相似的柔韌性;從此開始了熱塑性彈性體的研究。
1949年,Coleman為改善PET纖維的著色能力,研究了對乙二醇、對二甲酸二甲酯以及聚環(huán)氧乙烷二元醇的嵌段共聚物。從此關于聚酯彈性纖維的研究開始展開。五六十年代,關于聚酯彈性纖維的研究日漸全面,1967年開始了以聚對二甲酸丁二醇酯為硬段的聚酯彈性纖維的研究。
1968年,Witsiepe開始就聚酯彈性體(由對二甲酸二甲酯、1,4-丁二醇和聚醚二元醇制得)研究。1972年杜邦(Dupont)以商品名Hytrel將此類聚酯彈性體商業(yè)化。此后,Toyobo、DSM、LG CHEM、GE、Hechst Celanese、Goodyear、Montedison、Eastman化學和四川晨光科新塑膠有限責任公司等先后將聚酯彈性體商業(yè)化。
可以看出,初的研究開發(fā)TPEE的目的是為紡織工業(yè)制備高彈性纖維。今天,TPEE已成為不可替代的高性能工程級熱塑性彈性體新型材料。為適應市場需求,國外大公司現(xiàn)已開發(fā)耐熱、阻燃、高熔體強度等多種特殊品級,使TPEE應用領域大大擴展。
國內(nèi)研究和開發(fā)TPEE的時間較晚,20世紀80年代中國科學院化學所曾對TPEE進行了研究,但其結構中硬段為PET,因為種種原因,未能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。1989年中藍晨光化工研究院開始對TPEE材料進行系統(tǒng)研究,1999年成功建立了實驗裝置,對TPEE的合成方法、性能特性及加工方法進行了深入細致的研究,填補了國內(nèi)空白。
2002年,四川晨光科新塑膠有限責任公司正式成立,專業(yè)從事高性能工程級熱塑性彈性體的生產(chǎn)和研發(fā),現(xiàn)已商品化TPEE高性能級(注塑)、擠出級、吹塑級、改性級、玻纖增強級和阻燃級(環(huán)保,UL94-V0級)等,硬度范圍從30shore D 到75shore D。
以杜邦公司Hytrel為代表的TPEE具有以下特點:
A、美國杜邦TPEE硬度比較高,感覺像塑料。邵爾D型硬度30~82.
B、美國杜邦TPEE機械強度高,高可達48MPa
C、美國杜邦TPEE耐熱、耐寒性好,使用溫度上限140℃,脆性強度<-70℃
D、美國杜邦TPEE抗沖擊(低溫沖擊)、耐疲勞。羅斯缺口屈撓個口增長性能可達1×106 次
E、美國杜邦TPEE抗撕裂:ASTMD1004的C型撕裂強度51×253KM.m-1 (硬度由35D~82D)
F、美國杜邦TPEE彈性高:回彈性60~70%
G、美國杜邦TPEE耐蠕變
H、美國杜邦TPEE耐油、燃料和多種其他化學藥品