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      封孔器  
     
     

    TPE的優點、分類及注塑加工工藝

    TPR和TPE是同一體系的
    熱塑性彈性體(TPE)的定義熱塑性彈性體(thermoplastic elastomer,簡記:TPE)是指在常溫下具有加硫橡膠的性質(即彈性體的性質),在高溫下又可以塑化變形之高分子材料。它可以用塑料的加工機器如注塑成型、擠出成型、吹塑成型、壓延成型、T-Die流延成型等較傳統硫化橡膠更為快速的加工方式制造成品,且有質輕(密度低)、環保(可回收、燃燒無毒)、使用壽命長(可較傳統橡膠達5~10倍以上)、加工變化度大、制品總成本低等優點。在各行業中,逐漸被廣泛使用。TPE有時候也被稱作熱塑性橡膠(Thermoplastic Rubber,TPR),但由其定義而言,應稱為TPE較適當。 TPE是彈性體,具有加硫橡膠的性質,但卻不需要加硫。
    TPE的優點
    TPE的最大特征是具有多相結構,它的軟段和硬段分別產生高彈性和交聯點的作用,因而用它加工制造橡膠制品具有如下一些優點:
    ①可用一般的熱塑性成型機加工,例如注塑成型、擠出成型、吹塑成型、壓縮成型、遞模成型等;
    ②能用橡膠注塑成型機硫化,時間可由原來的20min左右縮短到1min以內;
    ③可用壓出機成型硫化,速度快、硫化時間短;
    ④生產過程中產生的廢料(逸出毛邊、擠出廢膠)和最終出現的廢品,可以直接返回再利用;
    ⑤用過的TPE舊品可以簡單再生之后再次利用,減少環境污染,擴大資源再生來源;
    ⑥不需硫化,以高壓軟管生產能耗為例:橡膠為188MJ/kg,TPE為144MJ/kg,可節能25%以上;
    ⑦自補強性大,配方大大簡化,使配合劑對聚合物的影響制約大為減小,質量性能更易掌握。
    熱塑性橡膠突破了橡膠加工的傳統工藝,為橡膠工業開拓新的途徑,擴大了橡膠制品應用領域。較為顯著的例子是中空成型、射出成型和擠出成型。

    TPE的分類

    種類                             結構組成                                        制法           用途
                                      硬鏈段              軟鏈段
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------
    苯乙烯類TPE(TPS)
    SBS                               聚苯乙烯(PS)    BR                        化學聚合       通用
    SIS                                聚苯乙烯(PS)     IR                         化學聚合      通用
    SEBS                            聚苯乙烯(PS)     加氫BR                化學聚合      通用、工程
    SEPS                            聚苯乙烯(PS)     加氫IR                  化學聚合      通用、工程
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------
    烯烴類TPE
    TPO                      聚丙烯(PP)         EPDM                   機械共混      通用
    TPV-PP/EPDM          聚丙烯(PP)         EPDM+硫化劑    機械共混      通用
    TPV-PP/NBR             聚丙烯(PP)         NBR+硫化劑        機械共混      通用
    TPV-PP/NR                聚丙烯(PP)         NR+硫化劑          機械共混      通用
    TPV-PP/IIR                聚丙烯(PP)         IIR+硫化劑           機械共混      通用

    雙烯類TPE
    TPB(1,2-IR)                       聚1,2-丁二烯                             化學聚合      通用
    TPI(反式1,4-IR)                聚反式1,4-異戊二烯                 化學聚合      通用
    T-NR(反式1,4-NR)           聚反式1,4-異戊二烯                 天然聚合      通用
    TP-NR(改性順式1,4-NR) 聚順式1,4異戊二烯改性物      接枝聚合      通用
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------
    氯乙烯類TPE
    TPVC(HPVC)      結晶聚氯乙烯(PVC) 非結晶PVC       聚合或共混     通用
    TPVC(PVC、NBR)  聚氯乙烯(PVC)     NBR                 機械共混         通用
    TCPE            結晶氯化聚乙烯(CPE) 非結晶CPE           聚合或共混     通用
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------
    氨酯類TPE(TPU)     氨酯結構           聚酯或聚酯           聚加成            通用、工程
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------
    酯類TPE(TPEE)        酯結構               聚醚或聚酯          聚縮合            工程
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------
    酰胺類TPE(TPAE)    酰胺結構          聚醚或聚酯           聚縮合            工程
    --------------------------------------------------------------------
    有機氟類TPE(TPF)   氟樹脂               F橡膠                   化學聚合         通用、工程
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------
      TPE的注塑加工
       螺桿轉速(rpm)、背壓和螺桿的延遲時間
       螺桿的轉速應該設定得使螺桿能及時地完全縮回,通常是在開模前2- 3 秒種,以便進行下一次注射。典型的螺桿速度范圍為每分鐘50- 150轉。
       如果螺桿縮回得太快,而且機器設有螺桿延遲定時器,則應設定延遲時間使得螺桿完全縮回和開模之后的延遲時間為最小。這將縮短物料在該溫度下的停留時間以及在機膛內的靜止時間。
       增加背壓會增加物料的剪切加熱現象。背壓的正常設定范圍是50- 150 psi。當混合色母料時,應采用較高的背壓以達到最佳的分散狀態。
       注射速度
       如果可能,應如此設定注射速度的控制程序:先迅速地充填流道系統,然后在物料經過澆口開始流入模腔之后降低速度。維持這一速度直到工件的90%被充滿,然后再進一步降低速度以完全充滿模腔但又不發生工件的溢料。
       注射和過渡壓力
       如果機器不能通過充填速度來控制,則應設定注射壓力使得足以在約1到 5秒鐘的時間內充滿流道系統和模腔。將最初的過渡壓力調整到約為充滿工件模腔所需注射壓力的50%。這將有助于將注塑期間充填和保壓階段的壓力降低到低限度。當設定注射量時,應監視緩沖量的情況,確保它在充填和保壓階段能得以維持。
       從增壓到充填再到保壓的過渡 較新的模塑 設備為從注射增壓( 注射的第一階段)到充填和保壓階段的過渡提供了額外的選擇。從增壓到充填階段的過渡精確的方法是根據螺桿的位置來控制。根據螺桿的位置使得加工者能始終一致地將一定體積的物料注入模腔。它也為工件的充填和致密化提供了精確的控制,有助于防止工件的塌陷和空穴。 時間是控制過渡的另一辦法,但不推薦采用。使用模腔壓力來控制過渡是代價高昂的辦法,因為它涉及在工件模腔內安裝壓力傳感器。當要求達到高精度的模塑公差時,才采用這一過程。降低從增壓到充填和保壓階段之間的過渡壓力,將有助于控制在襯套頂端處發生滴料。如果注射設備設有充填和保壓階段的壓力控制程序,則可用以降低通往流道的速度和壓力。
       注射時間
       充滿流道系統最佳的時間約為0.5-1.5 秒鐘。充滿模腔應再花1-5秒鐘時間。如果可能,通過控制注射速度來控制充填時間。
       保壓時間應該設定澆口凝固前的保壓時間。通常,澆口的大小對保壓時間是一個決定性因素。澆口越大,澆口凝固前的保壓時間則越長。
       冷卻時間
       冷卻時間主要取決于熔體溫度、工件的壁厚和冷卻效率。此外,物料的硬度也是一個因素。與很軟的品種(肖氏硬度< 20A)比較,較硬的品種(肖氏硬度> 50A)在模具內將較快地凝固。對于一個中等硬度SEBS復合材料的典型工件,如果從兩側進行冷卻,那么每0.100" 壁厚所需的冷卻時間將是大約15到20秒。重疊模塑的工件將需要較長的冷卻時間,因為它們可以通過較小的表面積而有效地冷卻。每0.100"壁厚所需的冷卻時間將是大約35到40秒。

     

     
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