高性能的热塑性塑料及热塑性弹性体

高性能的热塑性塑料及热塑性弹性体流动性好，阻隔性好、透明性好、柔软性好、高强度、高耐热、烟雾少、气味小……这些高性能始终是热塑性材料工程师们努力追求的目标。

目前，随着高性能的热塑性塑料及热塑性弹性体的不断推出，这个目标正一步一步地被接近。

新型热塑性弹性体1、特种热塑性弹性体德国Wacker-Chemie（美国Wacker Silicones的子公司，它在世界上最先推出了嵌段共聚型含硅TPE）推出了Geniomer系列单相硅/尿素共聚物。

在该共聚物中，硅相作为软段（占90%）贡献弹性，尿素相作为硬段贡献强度和耐热性。

它们与TPSiV 完全不同，后者的结构为交联的硅橡胶颗粒分散在尼龙或其他工程热塑性塑料基料里。

Geniomer系列类似于TPU材料，从熔融状态冷却时能形成物理交联，再次加热时这些交联结构又可消失而成为熔融状态，因此它们具有真正的热塑性。

Geniomer系列可以采用所有的热塑性材料的加工方法。

它们按照邵式A硬度40~60的范围被分为4个等级。

其价格比热固性LSR材料稍贵一些。

Geniomer系列是非常透明的，不含催化剂、不含挥发性硅成分、填料或增塑剂。

其化学纯净度可适于医疗应用，其透明度可适于用作汽车玻璃层压片材的隔音材料。

它们具有硅材料的固有特性——抗紫外线、透气以及良好的脱模性，可以用于喷涂，也可以用作塑料材料与玻璃或金属材料的胶粘剂。

若少量（0.1% to~0.2%）加入到其他聚合物中，它们还可以用作加工助剂，以提高其他聚合物的流动性、低温柔韧性和防水性能。

Geniomer 系列产品的性能详见表1。

另一类全新的TPE是由日本Kaneka公司和德国BASF公司这两个公司推出的。

这是一种苯乙烯—异丁烯—苯乙烯三嵌段共聚物，简称为SIBS。

它是一种100%饱和聚合物，因此具有很好的热稳定性以及光稳定性。

日本Kaneka公司的这种被称为“Sibstar系列”的TPE价格为2.75$/lb ~2.95$/lb （1lb=0.4536kg）。

虽然其价格要高于其他SBC材料，但它们极适用于像密封材料这样的高标准要求的应用领域。

这是因为该材料具有优异的气体阻隔性（类似于热固性PIB橡胶）和力学阻尼性能。

SIBS另外的一个优势是在不用添加额外油脂的情况下，比其他苯乙烯含量相当的聚苯乙烯类TPE材料更柔软。

德国BASF公司的SIBS材料仍处于工厂的小规模试验阶段。

其牌号为Oppanol IBS（邵氏A硬度为35）的SIBS可与PE、PP和PS共混，而PIB橡胶却不能与塑料共混。

它可应用的领域包括医用和食品包装，如密闭容器的密封盖和醋容器软塞。

尽管SIBS的成本要比PVC 高得多，但是SIBS以其优良的性能有可能取而代之。

2、新型LSR弹性体Wacker-Chemie 公司推出了它的首个氟化LSR（FLR）弹性体，以与GE高新材料公司和DOW Corning公司竞争。

该产品适用于汽车引擎内的垫片和O型圈，在高达180℃的条件下，它具有更好的耐油性以及耐燃料性。

其加工性类似于标准LSR，成型周期很短，且不会粘沾模具。

Wacker公司在其LR 307X 弹性体的基础上推出了改善了力学性能的新型粘结用LSR弹性体。

它可以与很多热塑性塑料、热固性塑料、弹性体和除了硬模具钢以外的金属进行粘结。

其模塑成型后的制品若要喷漆则无需底漆。

此外，该公司新推出的透明弹性体LR 3471已通过了FDA的认证。

该弹性体的邵氏A硬度为50，拉伸强度为1336 psi，断裂伸长率为500%，抗撕裂强度为7733 psi。

3、超柔软级热塑性弹性体Zeon Chemicals公司首次推出了吹塑级Zeotherm TPV材料，该材料由尼龙6基材和交联的丙烯类橡胶组成。

该级别中的Zeotherm 120-90B材料的连续使用温度可达150~175℃，可以满足汽车引擎部件的要求，并能够减少引擎防热挡板的用量。

此外，该材料在汽车中典型的应用还包括空气输送管、导管以及风箱。

Radic公司继续拓展它的作为主打产品的TPE材料。

其TPE产品增加了5个级别的酯-醚共聚型材料，商品名为Heraflex E。

这些TPE的邵氏D硬度在35~77之间，适用于制造汽车部件，如CVJ风箱、气闸系统和安全气囊。

Advanced Elastomer Systems（AES）公司推出了3种新型Santoprene TPV。

其中的第一种为成型快速的品级，它的优势在于能将注射成型周期缩短近25%。

这是在不对其他性能产生有害影响的前提下，把材料的结晶温度提高的结果；第二种的Santoprene X8211-25是更为柔软、爽滑的品级，其邵氏A硬度为25（以前最软的邵氏A硬度为35），适用于生产消费品以及包装制品；第三种为专用于户外电气领域的TPV，如电池电缆。

因为不含铅（其阻燃体系与通常的锑类阻燃体系不同），所以这种材料满足欧盟环境法规的要求。

Solvay 工程塑料公司推出了新型TPV和TPO。

其中的Luna 10 TPV具有良好的耐刮擦性和耐磨性，而且质感柔软，适用于挤出成型或热成型挡板盖板。

JSR公司的Excelink生产线可生产多种系列的特种热塑性弹性体。

其中，Excelink 3000 系列的TPO 的邵氏A硬度范围为29 ~65，此系列中的Excelink 3500B是邵氏A硬度为52的发泡级TPO；TPV产品包括邵氏硬度为20A ~80A的高流动性注塑级Excelink 1000 系列和邵氏硬度为64A ~84A的耐油级Excelink 2000 系列。

Kraiburg TPE GmbH公司推出了Thermolast K系列TPV，其中的耐油品级是基于SEBS 的热塑性弹性体，其邵氏A硬度范围为30~90，适用于制造汽车内饰部件。

其挥发物的释放率很低（没有“新车味”），同时雾度也很低；医用品级的新型TPV（邵氏A硬度为30 ~80）可在蒸汽或乙烯氧化物消毒的环境下保持其稳定性，而且已经通过了USP Class VI.认证；还有一类用作食品用途的抗菌级TPV，用它制成的碟子、软管可以抑制细菌的生长，目前已符合FDA规范的要求。

Ube 公司推出了全新的Ubesta XPA热塑性弹性体，这是一种含有尼龙12硬段和聚醚软段的嵌段共聚弹性体。

它除了具有优异的化学稳定性和耐水解性以及突出的抗弯曲疲劳性（-40℃）以外，还具有高透明、低密度、不含增塑剂的特性，可用于注塑成型或者管材、薄膜和单丝的挤出。

Arkema 公司与瑞士Alveo AG公司合作推出了Pebaxfoam（Pebax 聚醚-氨基嵌段共聚物发泡TPE）产品。

Pebaxfoam产品以其具有的良好吸湿性、低温柔韧性、抗紫外线老化性和高摩擦系数，适宜制作鞋内垫、鞋跟填充物、把手和衬垫。

超耐高温热塑性工程塑料Solvay公司的新型Supradel HTS 聚砜聚合物是所有透明性无定型材料中耐热性能最好的材料Solvay Advanced Polymers公司推出的Supradel HTS 工程塑料是一种全新透明的芳香类聚砜材料。

它在所有透明的无定型聚合物中耐热性能最好，其玻璃化转变温度为265℃，264 psi负荷的热变形温度为255℃，此温度与该公司的Torlon聚酰胺/酰亚胺共聚物相同，但是后者是不透明的，需要加速固化才能达到最佳的透明性。

Supradel HTS可以应用于既要求透明性，又要求只有像玻纤增强PEEK（聚醚醚酮）材料所能耐受的高温场合。

Supradel HTS 可在加工温度为275 ℃~280 ℃的条件下用于注塑成型（也可以用于挤出成型），尽管此时它的粘度很高，类似于该公司的Radel 聚砜材料。

这类材料耐燃性很好，耐水解（可以耐高温蒸汽），质地较硬，类似于Radel A 聚醚砜。

与热塑性聚酰亚胺不同，它不需要进行退火处理，其熔体的热稳定性也更好。

它的价格接近于PEEK (33$/ lb ~ 40$/lb) 的价格。

另外，Solvay公司采用新技术减少了其聚砜材料的发黄程度，透明度已接近于聚碳酸酯。

其新型浅色料Udel P-1700 HC的颜色接近于水白色；其Radel R 聚醚砜的颜色也变浅了。

其新型Radel R-5800 TR系列透明材料适用于颜色编码的医用领域；其新型Radel R 7000料挤出加工成的大型片材可用于飞行器内部部件。

Victrex公司推出的Victrex 90系列高流动性等级的PEEK解决了旧有PEEK的充模性较差的问题，非常适于成型薄壁部件。

其中，Victrex 90P (粉末) 和90G (颗粒)的熔体质量流动速率（MFR）达到了标准PEEK的两倍（均为84），同时其流经标准型螺旋产品的流动速率也被提高了60%。

该系列材料的目标市场是电器连接件等薄壁部件，而这些领域是旧有PEEK材料所无法涉及的。

另外，Victrex公司推出的超纯Victrex 450 U002 PEEK材料能够满足电子行业对于洁净空间、化学处理的严格净化要求。

该树脂的金属含量不超过1 ppm，适用于半导体工业部件，如光圈、紧固件、隔离室及密封件。

Chevron Phillips化学公司最近推出了Xtel PPS 合金系列的一个新成员Xtel XE3200，可用于高温电缆护套。

它适用于在150℃下连续使用的领域，如汽车、火车、地铁上的部件，尤其是电缆领域。

它不含卤素，但是氧指数却达到了35。

该合金密度很低（1.15g/cm3），还具有很高的耐化学性、着色性，在300℃下，使用常规设备就可以高速加工出很薄的涂层，且无需交联。

据Chevron Phillips公司宣称，该公司的Ryton PPS材料作为诸如110℃~130℃碱性苏打（50%NaOH）的高温腐蚀性化学流体输送用的FPR管道的内衬，已经成功地通过了长期的野外测试。

该内衬由洁净的HMW PPS 直接挤出成型为管状或先挤出成片材然后再缝合成管状，在内衬内部由玻纤或热固型聚酯细丝缠绕增强。

内衬部分可以通过IR（红外）对焊或焊条焊接的方法来实现连接。

PPS在这个领域的竞争对手是PVDF材料，但是PPS能耐更高的温度，超出PVDF 50℃，而且更能耐碱性苏打的腐蚀。

对于含氟聚合物，Arkema（前身为Atofina）推出了两个级别的新型Kynar PVDF。

其中，Kynar ADX 是新型反应性均聚物及共聚物，可与金属、特定的橡胶以及功能性聚烯烃（可以是PE/PVDF共挤的结构）进行粘接；Kynar Flex是超低烟密度的PVDF材料，它专为高压电缆及护套设计，以满足可燃性法规NPFA 255的要求。

据悉该树脂无明火扩散，测试过程中几乎没有明显的烟雾。

新型尼龙1、挤出级尼龙Ube Industries公司推出的Terpalex 尼龙是由尼龙6、尼龙66、尼龙12聚合而成的三元共聚物。