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在綠色環(huán)保的大環(huán)境下,免硫化、可重復(fù)使用的熱塑性彈性體TPE,具有省能耗、省資源、高生產(chǎn)效率等特點(diǎn),其年增長(zhǎng)率高達(dá)6%。在這一背景下,制品生產(chǎn)商采用新型熱塑性彈性體材料的用途在逐漸擴(kuò)大,但隨之而出現(xiàn)的一些材料問(wèn)題,如成型品表面粗糙、制品變形等也有所增加。下面具體分析下熱塑性彈性體材料的常見問(wèn)題和成型加工的缺陷及對(duì)策。
一、熱塑性彈性體材料有關(guān)的問(wèn)題及其對(duì)策
來(lái)自熱塑性彈性體材料的主要的問(wèn)題:
1.1 熱塑性彈性體白化
白化是指穩(wěn)定劑等配合劑遷移至成型品的表面,其表面像噴上粉一樣呈現(xiàn)出一種白色現(xiàn)象。其原因主要是由于穩(wěn)定劑過(guò)量配合或與聚合物不相容而引起的。因此,應(yīng)選擇與聚合物相容性良好的穩(wěn)定劑或?qū)⒎€(wěn)定劑的用量控制范圍。其次,更換成相對(duì)分子質(zhì)量高的穩(wěn)定劑也是十分有效的。
另外,也有通過(guò)遷移至成型品表面發(fā)揮其功能的穩(wěn)定劑。例如,抗靜電劑、潤(rùn)滑劑等。對(duì)這種穩(wěn)定劑來(lái)講,選擇即使遷移也難以出現(xiàn)白化的穩(wěn)定劑是非常必要的。
熱塑性彈性體在一般的環(huán)境下使用時(shí)很少會(huì)出現(xiàn)白化的問(wèn)題,但在高溫、潮濕、戶外長(zhǎng)期使用的場(chǎng)合,為提高耐久性在配合上追加耐熱穩(wěn)定劑(防老劑)、耐侯穩(wěn)定劑是十分必要的。特別是高溫下,因其極易引起遷移,所以穩(wěn)定劑的選擇也是相當(dāng)重要的。
1.2 熱塑性彈性體發(fā)粘
與樹脂相比,軟質(zhì)熱塑性彈性體表面更容易產(chǎn)粘的現(xiàn)象。其原因主要是因老化而生成低相對(duì)分子質(zhì)量聚合物和增塑劑、穩(wěn)定劑遷移至表面而引起的。但無(wú)論屬哪種 情況,采用紅外光譜法(IR)等分析手段,通過(guò)分析發(fā)粘成分便能夠比較容易地確定出與此相關(guān)的物質(zhì)。
從材料本身的角度看,通常發(fā)黏是填充油過(guò)量,尤其是超低硬度的TPE-S,或者TPV。對(duì)于TPV,如果硫化程度不夠,也很容易發(fā)粘。
發(fā)粘主要是成型溫度過(guò)高,聚合物因熱分解而形成低相對(duì)分子質(zhì)量物質(zhì)的緣故。盡管成型機(jī)的設(shè)定溫度本身未達(dá)到熱分解溫度,但在成型工藝中的剪切生熱有時(shí)也會(huì) 使其暫時(shí)達(dá)到高溫。作為其對(duì)策,降低成型溫度、低剪切化,用氮?dú)鈨艋尚蜋C(jī)液壓缸體內(nèi)部都是十分有效的。另外,在成型機(jī)暫停時(shí),膠料長(zhǎng)時(shí)間以熔融狀態(tài)置留 在成型機(jī)的模腔內(nèi),有時(shí)也會(huì)因熱老化而發(fā)粘。
另外,在高溫下使用的制品很容易出現(xiàn)發(fā)粘的現(xiàn)象。因此,穩(wěn)定劑、軟化劑種類的選擇和用量的確定是非常重要的。
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1.3 熱塑性彈性體老化
與無(wú)機(jī)材料和金屬材料相比,高分子材料的耐熱、耐紫外線性較差(比較容易老化)。多數(shù)制品因老化而使其機(jī)械特性明顯降低,外觀質(zhì)量變差。通過(guò)配合耐熱、耐候性等穩(wěn)定劑,在一定程度上可以抑制老化現(xiàn)象的產(chǎn)生。
從熱塑性彈性體角度看,SBS的TPE則很容易老化,而氫化度高的SEBS,則比較耐老化。相對(duì)來(lái)說(shuō)TPV的耐老化更好些。
二、熱塑性彈性體擠出成型有關(guān)的問(wèn)題及其對(duì)策
近年來(lái),在環(huán)保大背景下,加快了烯烴類熱塑性彈性體材料替代軟質(zhì)聚氯乙烯樹脂的步伐。但采用軟質(zhì)聚氯乙烯用擠出機(jī)進(jìn)行烯烴類熱塑性彈性體的擠出成型時(shí)、不能夠順利成型的實(shí)例還是比較多。對(duì)含結(jié)晶性樹脂的烯烴類熱塑性彈性體的塑化來(lái)講,采用長(zhǎng)徑比L/D在22以上、螺桿壓縮比 在3以上的擠出機(jī)是非常必要的。但由于軟質(zhì)聚氯乙烯用擠出機(jī)一般的L/D是在20以下,壓縮比是在2.5以下,所以不能使烯烴類熱塑性彈性體充分地達(dá)到塑化,這樣在成型品的擠出過(guò)程中就經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)表面粗糙、未熔融樹脂呈異物狀的不良現(xiàn)象。因此,選擇適合于材料的擠出成型機(jī)也是十分必要的。