在电线电缆中应用的几种热塑性弹性体(TPE).pdfVIP

在电线电缆中应用的几种热塑性弹性体 (TPE) 天津六 O九电缆有限公司 特种电缆事业部 张春光 总 参 通 信 部 驻 天 津 地 区 军 事 代 表 室 齐俊东 热 塑 性 弹 性 体 (TPE)是一种具有橡胶 的高弹性，高强度，高回 弹性，又具有可注塑加工 的特征，具有环保无毒安 全，硬度范围广，有优良的着色性，触感 柔软，耐候性，抗疲劳性和耐温性，加工 性能优越，无须硫化，可以循环使用降低 成本，既可以二次注塑成型，与 PP、PE、 PC、PS、ABS等基体材料包覆粘合，也可 以单独成型。 由于热塑性弹性体 (TPE)具有硫化橡 胶的物理机械性能和热塑性塑料的工艺加 工性能 。由于不需经过热硫化 ，使用通用 的塑料加工设备即可完成产品生产。这一 特点使橡胶工业生产流程缩短了 1／4，节约 能耗 25％~40％，提高效率 l0倍～20倍， 堪称橡胶工业又一次材料和工艺技术革 命。 TPE的优点： 1．可用一般的热塑性塑料成型机加 _T，不需要特殊的加工设备，例如注塑成 型、挤出成型、吹塑成型、压缩成型、递 模成型等。 2．生产效率大幅提高。可直接用橡胶 注塑机硫化，时间由原来的 20min左右， 缩短到 lmin以内；由于需要的硫化时间很 短，因此已可用挤出机直接硫化，生产效 率大幅提高。 3．易于回收利用，降低成本。生产过 程中产生的废料 (逸出毛边、挤出废胶) 和最终出现的废品，可以直接返回再利用； 用过的 TPE旧品可以简单再生之后回收利 用，减少环境污染，扩大再生资源来源。 4．节能。热塑性弹性体大多不需要硫 化或硫化时间很短，可以有效节约能源。 以高压软 管生产 能耗 为例：橡胶为 1 88MJ／kg，TPE为 144MJ／kg，可节能达 25％ 以上 。 5．应用领域更广。由于 TPE兼具橡胶 和塑料的优点，为橡胶工业开辟了新的应 用领域。 6．可用于塑料的增强、增韧改性。自 补强性大，配方简化，配合剂对聚合物的 影响制约小，质量性能更易掌握。 TPE的缺点： TPE 的耐热性不如橡胶，随着温度上 升而物性下降幅度较大，因而适用范围受 到限制。同时，压缩变形、弹性回复、耐 久性等同橡胶相比较差，价格上也往往高 1 维普资讯 于同类橡胶。尽管如此，TPE 的优点仍十 分突出，各种新型的 TPE产品也不断开发 出来。作为一种节能环保的橡胶新型原料， 发展前景十分看好。 TPE良好的性能使其广泛应用于器具、 电线与电缆、汽车产品、电气与电子产品、 医用产品、玩具、书写工具、房屋与建筑、 鞋类与足部保健、 口腔保健 、轮子与轮 脚??以及其它众多的日常和工业应用。 TPE粒料种类繁多，现就广泛应用于 电线电缆的种类进行简单介绍。 一 、 TPO 聚烯烃类热塑性弹性体 (TPO)由橡胶 和聚烯烃构成，通常橡胶组分为三元乙丙 橡胶 (EPDM)、丁腈橡胶 (NBR)和丁基 橡胶；聚烯烃组分主要为聚丙烯 (PP)和 聚乙烯 (PE)。 TPO 生产工艺开发最早的技术是机械 掺混法。随着美国高级弹性体系统 (AES) 公司成功开发完全动态硫化工艺制备的聚 烯烃热塑性弹性体 (TPV)，使其性能大为 改观，耐压缩变形性、耐热老化性、耐油 性等有明显改善，成为目前 TPO市场上的 主流产品。动态硫化工艺成为 TPO合成工 艺技术主要发展方向。目前全球 TPO消费 量约为 580 kt，未来几年增长速度将高于 TPE平均增长速度达到7．5％左右。 由于TPO比其它 TPE的比重轻 (仅为 0．88左右)，耐热性高达 100℃，耐气候性 2 表一 不同硫化程度的EPDM／PP的 混合物的物性 物理混合的聚 部分硫 属性 全硫化TPv 烯烃弹性体 化TPO 抗拉强度 Mpa 4 6 9 6 12 8 断裂伸长率％ 420 58O 500 拉伸变形％ ll0 85 38 压缩永久变形％ 1O8 82 48 体积溶胀％ 250 92 交联度％ O 65 97 硬度 (肖氏A) 80 83 87 和耐臭氧性也好，因而成为 TPE中发展很 快的品种。 TPV的性能优良，具有如下优良性能： 1．兼具热塑性塑料加工便利性和热固 性橡胶的高弹性： 2．宽广的使用温度，一65℃～l35℃： 3．较低的密度； 4．优良的耐汕／耐热／耐臭氧／耐化学／ 耐脆性； 5．硬度范围25A~50D； 6．良好的高温物理性能； 7．良好的外观手感和气味。 电线电缆业是 TPO消费的重要领域。 随着我国通讯事业迅速发展，对电线电缆 质量和数量提出更高要求，原有的电线