《熱可塑彈性體》課件

熱可塑彈性體熱可塑彈性體是一種獨(dú)特的材料,具有塑性和彈性的雙重特性。它可以在加熱時軟化成可塑性形態(tài),冷卻后又恢復(fù)彈性,為各種應(yīng)用提供廣泛的可能性。熱可塑彈性體的定義和性能特點(diǎn)定義熱可塑彈性體是一種兼具熱塑性和彈性的高分子材料,具有可塑性、耐化學(xué)性、抗撞擊性等優(yōu)異性能?？伤苄詿峥伤軓椥泽w在加熱后可以熔融流動,冷卻后可以固化成型,這種可逆熔融-固化過程使其具有良好的可塑性。彈性熱可塑彈性體具有與橡膠類似的彈性性能,能夠承受較大的變形而不會破壞,具有出色的耐疲勞性。耐化學(xué)性熱可塑彈性體具有優(yōu)異的耐油、耐酸、耐堿等耐化學(xué)性,在惡劣環(huán)境下也能保持良好的穩(wěn)定性。熱可塑彈性體的發(fā)展歷程11930年代熱可塑彈性體最早起源于1930年代,當(dāng)時實(shí)驗(yàn)室開始合成一些新型的聚合物材料。21950年代隨后在1950年代,熱可塑彈性體被正式提出并開始投入商業(yè)應(yīng)用。31970年代到了1970年代,熱可塑彈性體的技術(shù)有了進(jìn)一步發(fā)展,開始廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。熱可塑彈性體的分類1按熱塑性樹脂成分分類包括乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚氨酯等。不同樹脂成分賦予了熱可塑彈性體不同的性能特征。2按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類有線型結(jié)構(gòu)和交聯(lián)結(jié)構(gòu)兩大類。線型結(jié)構(gòu)可溶、可塑性好,而交聯(lián)結(jié)構(gòu)韌性強(qiáng)、耐熱性佳。3按相組成分類包括兩相結(jié)構(gòu)和多相結(jié)構(gòu)。兩相結(jié)構(gòu)較為簡單,多相結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)更豐富的性能調(diào)控。4按應(yīng)用領(lǐng)域分類主要有汽車、電子電氣、醫(yī)療衛(wèi)生、運(yùn)動休閑等行業(yè)應(yīng)用的熱可塑彈性體。熱可塑彈性體的制備工藝1擠出成型連續(xù)、高效的生產(chǎn)工藝2注射成型適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的制造3吹塑成型生產(chǎn)中空制品的理想工藝4壓縮成型用于大尺寸薄壁制品的制造熱可塑彈性體可通過多種成型工藝加工而成,如擠出、注射、吹塑和壓縮等。每種工藝都有其獨(dú)特的優(yōu)勢,能夠滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的生產(chǎn)需求。生產(chǎn)商需根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能要求選擇合適的工藝,以確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。熱可塑彈性體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分子結(jié)構(gòu)熱可塑彈性體的分子結(jié)構(gòu)由剛性的熱塑性部分和柔性的彈性部分組成，呈現(xiàn)多相特征。交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)熱可塑彈性體通過化學(xué)或物理交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),賦予了其獨(dú)特的彈性和韌性。微相分離剛性和柔性區(qū)段在微觀尺度上發(fā)生相分離,形成獨(dú)特的雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)。熱可塑彈性體的力學(xué)性能熱可塑彈性體具有優(yōu)異的力學(xué)性能,包括高拉伸強(qiáng)度、出色的延伸率、良好的硬度以及出色的耐磨性等。這些特性使其在眾多工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。熱可塑彈性體的熱穩(wěn)定性200°C耐熱溫度5%最大承受收縮率120hr長期熱暴露能力15%熱老化后的斷裂伸長率熱可塑彈性體具有出色的熱穩(wěn)定性能,能夠抵御高溫環(huán)境的考驗(yàn)。其耐熱溫度可達(dá)200℃,最大承受收縮率僅5%,長期熱暴露能力可達(dá)120小時。即使經(jīng)過熱老化處理,其斷裂伸長率依然保持在15%以上,確保產(chǎn)品在高溫條件下也能發(fā)揮出色的功能。熱可塑彈性體的耐化學(xué)性熱可塑彈性體具有優(yōu)異的耐化學(xué)性能,能抵抗多種化學(xué)試劑的腐蝕。下表列舉了常見熱可塑彈性體在接觸不同化學(xué)品時的性能表現(xiàn)?；瘜W(xué)品硫化橡膠熱可塑彈性體醇類差優(yōu)酸堿溶液差優(yōu)油脂溶劑差優(yōu)這得益于熱可塑彈性體獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu),具備出色的耐化學(xué)性能,是其廣泛應(yīng)用的重要原因之一。熱可塑彈性體的用途及應(yīng)用領(lǐng)域汽車行業(yè)廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)飾件、密封件和緩沖件,提供優(yōu)異的耐化學(xué)性和柔韌性。醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)憑借出色的生物相容性,被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械、假體和康復(fù)輔助設(shè)備。電子電氣行業(yè)應(yīng)用于電子產(chǎn)品的外殼、線纜和密封件,提供良好的絕緣性和耐磨性。家居建材行業(yè)用于建材和家用電器部件,兼具柔韌性和耐候性,提升產(chǎn)品的舒適性和耐用性。熱可塑彈性體的發(fā)展趨勢多元化發(fā)展熱可塑彈性體正朝著更加多樣化的產(chǎn)品方向發(fā)展,不僅針對不同應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,還能根據(jù)需求提供定制化的性能特性。功能性提升新一代熱可塑彈性體在抗化學(xué)腐蝕、耐高溫、防火、導(dǎo)電導(dǎo)熱等方面的性能有了大幅提升,滿足了各種苛刻工況下的使用需求。環(huán)保可持續(xù)行業(yè)正不斷研發(fā)利用生物基、可降解等原料的熱可塑彈性體,降低碳足跡,推動行業(yè)向綠色環(huán)保的方向發(fā)展。智能制造熱可塑彈性體的制造工藝也正在向自動化、數(shù)字化、柔性化的方向發(fā)展,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。熱可塑彈性體的制備工藝——擠出成型原料配制根據(jù)配方將熱可塑彈性體的組分精確稱量混合均勻。材料熔融將混合好的料粒置于單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)加熱至熔融狀態(tài)。塑料擠出熔融的熱可塑彈性體通過擠出模具被擠出成型為所需形狀。制品冷卻及收集擠出的制品經(jīng)過冷卻定型后收集起來供后續(xù)加工使用。熱可塑彈性體的制備工藝——注射成型1料件加熱將熱可塑彈性體顆粒加熱至熔融狀態(tài)2注射將熔融物料高壓注入模具腔體3冷卻在模具內(nèi)對注射成型的零件進(jìn)行快速冷卻4脫模從模具中取出冷卻固化的成型件5后期處理對成型件進(jìn)行進(jìn)一步加工、裝配等注射成型是熱可塑彈性體常用的一種成型工藝。該工藝通過高溫高壓將熔融料料快速注入模具進(jìn)行成型,可制造出形狀復(fù)雜的零件。注射成型設(shè)備操作簡單,生產(chǎn)效率高,適用于大規(guī)模批量生產(chǎn)。熱可塑彈性體的制備工藝——吹塑成型1模具準(zhǔn)備設(shè)計精密模具2熔融擠出將熱可塑彈性體熔融擠出成型3吹塑成型利用壓縮空氣吹塑成型4冷卻固化讓制品冷卻固化成型5脫模取出從模具中取出成品吹塑成型是熱可塑彈性體常用的一種制備工藝。這種方法通過對熔融的熱可塑彈性體進(jìn)行擠出、吹塑和冷卻固化等工序,可以制造出各種中空和薄壁的制品,如汽車部件、玩具、容器等。相比其他方法,吹塑成型能實(shí)現(xiàn)高效、低成本的批量生產(chǎn)。熱可塑彈性體的制備工藝——壓縮成型1模具加熱使用加熱模具提高料料流動性2料料填充將熱熔料料填充進(jìn)加熱模具3壓縮成型施加壓力使料料充滿模腔4冷卻成型冷卻模具使成型件固化定型壓縮成型是熱可塑彈性體一種常見的成型工藝。通過使用加熱模具提高原料的流動性,將熔融料料填充到模腔中,并施加適當(dāng)?shù)膲毫?使其充滿整個模具內(nèi)腔。隨后對模具進(jìn)行冷卻,使成型件固化定型。這種工藝可制造出復(fù)雜精密的熱塑性彈性體制品。熱可塑彈性體的性能表征及測試方法拉伸測試通過拉伸試驗(yàn)可以測量熱可塑彈性體的抗拉強(qiáng)度、伸長率等力學(xué)性能。熱穩(wěn)定性測試熱重分析可以評估熱可塑彈性體在高溫下的重量變化和熱分解特性。耐化學(xué)性測試將熱可塑彈性體浸泡在化學(xué)試劑中,檢測其質(zhì)量、體積等變化,評估耐化學(xué)性。動態(tài)機(jī)械分析通過DMA可以測定熱可塑彈性體的損耗因數(shù)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等粘彈性參數(shù)。熱可塑彈性體的力學(xué)性能測試測試熱可塑彈性體的力學(xué)性能是評估其應(yīng)用性能的關(guān)鍵。主要包括拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、撕裂強(qiáng)度、硬度等指標(biāo)的測試。這些測試可以全面反映熱可塑彈性體的抗拉、抗撕裂及抗變形等機(jī)械性能。拉伸強(qiáng)度反映材料的抗拉能力斷裂伸長率反映材料的延展性和抗拉伸能力撕裂強(qiáng)度反映材料的抗撕裂性能硬度反映材料的硬軟程度及抗壓強(qiáng)度熱可塑彈性體的熱穩(wěn)定性測試200°C耐熱溫度熱可塑彈性體可承受長時間高溫達(dá)200°C而無明顯變化。95%熱老化率熱可塑彈性體在高溫環(huán)境下具有出色的熱老化性能，老化率僅5%。90min熱變形時間熱可塑彈性體在高溫下能保持長時間的幾何形狀穩(wěn)定性，變形時間達(dá)90分鐘。熱可塑彈性體的耐化學(xué)性測試重量變化率(%)體積變化率(%)熱可塑彈性體通常對于酸性和堿性溶液具有良好的耐化學(xué)性,但在接觸汽油、潤滑油和海水等化學(xué)環(huán)境時也會出現(xiàn)一定程度的重量和體積變化。監(jiān)測這些變化對于評估熱可塑彈性體的適用性非常重要。熱可塑彈性體在汽車行業(yè)的應(yīng)用外飾件熱可塑彈性體廣泛應(yīng)用于汽車保險杠、車窗框、擾流板等外飾件，提供了良好的抗沖擊和緩沖性能。內(nèi)飾件汽車內(nèi)飾如方向盤、儀表板、扶手等常采用熱可塑彈性體制造，兼具柔軟舒適與耐久性。密封件熱可塑彈性體廣泛應(yīng)用于汽車門窗密封條、發(fā)動機(jī)密封墊等密封件，提供良好的密封性和耐候性。輕量化設(shè)計相比傳統(tǒng)材料，熱可塑彈性體更輕更耐用，有助于提高汽車燃油效率和減少碳排放。熱可塑彈性體在電子電氣行業(yè)的應(yīng)用外殼材料熱可塑彈性體可制造電子設(shè)備的堅(jiān)固耐用的外殼,具有優(yōu)異的機(jī)械性能和耐磨性。電線電纜熱可塑彈性體作為電線電纜護(hù)套材料,具有良好的柔韌性和耐化學(xué)性。電子組件熱可塑彈性體在電子元器件封裝和絕緣保護(hù)中廣泛應(yīng)用,提高了可靠性。家電外觀熱可塑彈性體賦予家用電器柔軟舒適的手感,提升產(chǎn)品設(shè)計和外觀質(zhì)感。熱可塑彈性體在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的應(yīng)用創(chuàng)傷修復(fù)熱可塑彈性體可用于制造人工骨、軟骨植入物等,在骨科和創(chuàng)傷修復(fù)中發(fā)揮重要作用。醫(yī)療器械這種材料的性能穩(wěn)定、加工性好,可用于制造輸液管、導(dǎo)管、注射器等醫(yī)療器械。皮膚修復(fù)部分熱可塑彈性體有優(yōu)異的生物相容性,可用于制造敷料、人工皮膚等皮膚修復(fù)材料。假體制造這種材料在硬度、強(qiáng)度、柔軟性等方面表現(xiàn)出色,可用于制造假體植入物。熱可塑彈性體在日用品行業(yè)的應(yīng)用消毒潔凈熱可塑彈性體因其出色的耐化學(xué)性能,廣泛應(yīng)用于消毒、清潔等日用品,如洗發(fā)水瓶、牙刷手柄等。柔軟舒適熱可塑彈性體具有出色的觸感和柔軟性,被廣泛應(yīng)用于化妝品包裝、電子產(chǎn)品手柄等日用品中。耐用防水熱可塑彈性體具有優(yōu)異的耐久性和防水性,適用于浴室用品、雨具等需要耐水的日用品。多樣顏色熱可塑彈性體可以很容易地添加色素,滿足不同的審美需求,應(yīng)用于各種色彩鮮艷的日用品。熱可塑彈性體在運(yùn)動休閑行業(yè)的應(yīng)用舒適與彈性熱可塑彈性體憑借出色的彈性和抗沖擊性,廣泛應(yīng)用于運(yùn)動服裝、鞋類、戶外裝備等,為運(yùn)動者提供舒適透氣的體驗(yàn)。耐用與耐磨熱可塑彈性體具有出色的耐磨性和耐候性,能夠?yàn)檫\(yùn)動裝備提供優(yōu)秀的抗老化和抗環(huán)境影響的性能。輕量與柔韌熱可塑彈性體相比傳統(tǒng)材料具有更輕的重量和更好的柔韌性,能夠提升運(yùn)動裝備的靈活性和機(jī)動性。防水與耐候熱可塑彈性體可以賦予產(chǎn)品出色的防水性和耐候性,增強(qiáng)裝備在惡劣天氣條件下的使用壽命。熱可塑彈性體在航空航天行業(yè)的應(yīng)用輕量化設(shè)計熱可塑彈性體的高強(qiáng)度和低密度特性使其成為航空零件的理想選擇,有助于降低整體重量,提高燃料效率。耐高溫抗腐蝕熱可塑彈性體優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)性使其能夠承受航天環(huán)境的極端條件,適用于航天器外殼等關(guān)鍵部件。復(fù)合材料應(yīng)用熱可塑彈性體可與碳纖維或玻璃纖維復(fù)合,制成高性能復(fù)合材料,廣泛應(yīng)用于航天器結(jié)構(gòu)件和殼體。熱可塑彈性體在家居建材行業(yè)的應(yīng)用地板和瓷磚熱可塑彈性體可用于制造彈性耐磨的地板和瓷磚,提高家居的舒適性和安全性。窗簾和布藝熱可塑彈性體賦予窗簾和布藝柔軟、吸濕、易打理等特性,增強(qiáng)家居裝飾效果。墻面裝飾熱可塑彈性體可用于制造彈性耐撞墻面裝飾材料,增強(qiáng)家居安全性和時尚感。家具配件熱可塑彈性體賦予家具配件耐用、耐磨、阻燃等特性,提升家居品質(zhì)。熱可塑彈性體在包裝行業(yè)的應(yīng)用柔性包裝熱可塑彈性體具有優(yōu)秀的耐化學(xué)性和機(jī)械性能,廣泛應(yīng)用于軟質(zhì)塑料包裝,如食品袋、藥品包裝和工業(yè)包裝。瓶蓋及瓶塞熱可塑彈性體可制成柔韌性強(qiáng)、密封性好的瓶蓋和瓶塞,廣泛應(yīng)用于化妝品、飲料、洗滌劑等行業(yè)。透明包裝膜熱可塑彈性體可制成透明、柔軟、阻隔性強(qiáng)的包裝膜,應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的包裝。熱可塑彈性體在管道行業(yè)的應(yīng)用1耐腐蝕性能熱可塑彈性體具有優(yōu)異的耐化學(xué)性,能夠有效抵御管道中腐蝕性介質(zhì)的侵蝕。2靈活性和抗沖擊性熱可塑彈性體具有良好的柔韌性和抗沖擊性,可以承受管道安裝和使用過程中的各種應(yīng)力。3耐老化性能熱可塑彈性體優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和抗紫外線性能,確保了管道在長期使用過程中的穩(wěn)定性。4加工工藝靈活熱可塑彈性體可以通過擠出、注塑等多種加工工藝制造出各種尺寸和形狀的管道產(chǎn)品。熱可塑彈性體在絕緣材料行業(yè)的應(yīng)用耐高壓絕緣熱可塑彈性體具有優(yōu)異的絕緣性能,可用于制造高壓電纜和變壓器等絕緣零件。良好的電氣性能熱可塑彈性體具有高介電強(qiáng)度、低介電損耗等出色的電氣