聚酯弹性体技术资料.ppt

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1、1Engineering Thermoplastic Polyester ElastomerCHEMROPE00/11上海允拓贸易有限公司上海允拓贸易有限公司 SHANGHAI CHEMROPE CO.,LTD.聚酯弹性体技术资料聚酯弹性体技术资料2Engineering Thermoplastic Polyester ElastomerCHEMROPE产品介绍产品介绍SKYPEL为韩国SKChemicals之热塑性聚氨酯之注册商标。SKYPEL为结合工程塑料及橡胶特性之高性能弹性体，能为传统及工程塑料创出新的应用领域。SKYPEL属于高性能级之工程橡胶，可以加工成广泛的产品：从注塑成型之精密

2、零件到挤出成型之压延片。SKYPEL以其优异的性能及加工性而而可取代如CR、TPVC、TPO及 TPU等 材料（表 1）。卓越的性能卓越的性能SKYPEL 结合了高级工程塑料及弹性体之优异特性，其卓越性能包括：1.广泛的硬度范围2.无与伦比的韧度及回弹性3.对于蠕变、应力冲击、挠曲疲劳有 优异的阻抗力4.高温时仍可保持相当的物理性能5.耐油、脂及多种化学溶剂及工业化学品6.低温挠曲性能优异 产品结构产品结构SKYPEL 是由硬质结晶相之聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）及软质非结晶相之长链聚醚对苯二甲酸乙二醇酯结合之嵌段共聚物。硬质段由结晶相形成网状结构而成，而软质段则充填其中。软质段提供了 SK

3、YPEL 之挠曲性，而硬质段则将结构连接起来以增加强度，并于材料变形时提供回弹力。两个区段的比例决定SKYPEL 的硬度、模量、熔点及抗化学性能。SKYPEL主要有两系列规格：SKYPEL G及 SKYPEL P：SKYPEL G为高性能产品（高回弹力，抗挠曲疲劳及优异机械性能），SKYPEL P为注塑成型之较短循环时间专用之经济型产品。产品说明产品说明SKYPEL为圆型颗粒，包装于 25公斤之防潮多层纸袋。G55 D1 硬度 系列号 TPEE型号表1 各弹性体属性比重硬度拉伸强度伸长率撕裂强度耐磨耗强度耐热性低温挠曲性抗挠曲疲劳度抗化学性SKYPEL TPUTPOTPVCSBS1.071.2

4、71.051.230.880.911.201.400.940.9583 A80 D75 A75 D61 A60 D40 A90 A58 A90 A22050021053030200702101503003209003507002409802004507201200优良优良一般良好一般良好优良较差一般一般优良良好一般一般一般优良一般良好较差较差优良良好良好较差较差优良良好较差一般较差3Engineering Thermoplastic Polyester ElastomerCHEMROPE产品性能产品性能 硬度硬度SKYPEL 之邵氏硬度从 30 D 到 80 D。SKYPEL 弥补了橡胶材料与

5、可塑性材料的空档（如图1）回弹力回弹力聚酯弹性体SKYPEL 在所有的弹性体中具有最高的回弹力。回弹力的大小从SKYPEL30 D的硬度规格 超过70%垂直回弹到55 D硬度规格的55%。72575545020406080G130DG140DG155DTPU 46 D回弹力,%20 30 40 50 60 70 80 90 25 35 45 55 65 75 85 50 70 90 100 110 120 130 140 150邵氏硬度一邵氏硬度D洛氏硬度R橡胶SKYPEL塑料图 1.硬度范围图 2.回弹力4Engineering Thermoplastic Polyester Elastom

6、erCHEMROPE 拉伸强度拉伸强度 于相同硬度及低应变下，SKYPEL较其他弹性体具有更高的模量。因此产品设计时，务必考虑材料的模量。SKYPEL约在25%应变时有一屈服点。图 3.低应变模量率 低温挠曲性低温挠曲性相同的硬度下，SKYPEL的低温特性远较热塑性优异。常温下，虽然SKYPEL的刚性表现模量高于热塑性聚氨酯。然而在零下20 oC时,SKYPEL 的刚性表现模量就较热塑性聚氨酯低，如图 4 及图 5所示。SKYPEL可以取代要求低温性能的材料，如 PVC。图 4.G140的低温模量冲击强度(kg.cm/cm)23 o C -40 o CSKYPEL G155D No break

7、 No break TPU(55 D)No break 4.1表 2.悬梁式冲击强度（缺口）冲击强度冲击强度SKYPEL具有优异的缺口冲击强度，低硬度规格于零下40o C时亦不断裂，缺口的冲击强度之测试证明了SKYPEL选较其他橡塑料具有优异的性能。在零下40o C时，大多数的热塑性聚氨酯的抗冲击强度都比不上SKYPEL（表2）图 5.G155D的低温模量G140DG155DG163DG172DTPU(聚酯型)91 AG155DG140DTPU(聚醚型)55 D 抗挠曲疲劳抗挠曲疲劳SKYPEL以其优异的抗挠曲疲劳及抗切口增长特性，逐渐大量用于动态零件，如等速方向接头套管（constant v

8、elocity joint）及齿轮方式转向系统套管（rack and pinion）。5Engineering Thermoplastic Polyester ElastomerCHEMROPE 动态性能动态性能在一些动态的运用领域所使用之零件，其材料之动态性能是相当重要的。因为这类测试结果所得的资讯可以用来预测许多产品实际应用中的性能。为了解在广泛的不同温度使用环境下之动态模量，可利用DMTA(Dynamic Mechanical Thermal Analyzer Mk III)的弯曲模式在1赫兹频率下测试而得知（图 6)。SKYPEL具有较其他橡胶对于高低温度的耐温性能。在弯曲模式中，亦测

9、量了减震（阻尼）因子，结果表示G130D、G140D、及G155D具有低玻璃转变温度（Tg)，因此在适当温度下，其减震效果相当稳定。G163D 及 G172D 因具有高玻璃转变温度（Tg)，特别适用于室温下要求高减震效果的应用领域G140DG130DG172DG163DG155DG130DG140DG155DG163DG172D6Engineering Thermoplastic Polyester ElastomerCHEMROPE耐热性能耐热性能SKYPEL 相比于其他聚酯弹性体有着更加优异的耐热性能。图8及图9表示SKYPEL在热空气老化测试中（120oC），仍保有良好的物理性能。耐水解

10、性能耐水解性能图10 及图 11 表示SKYPEL在 80oC的热水长期浸渍下，对拉伸强度及断裂伸长率的影响。由图可知，硬度较低的规格其耐水解性能较佳。图 8.热老化对拉伸强度的影响抗紫外性能抗紫外性能SKYPEL含有光稳定剂，因此比其他聚酯弹性体的抗紫外性能优异。若要达到最佳的抗紫外性能，应于材料中添加光稳定剂及不透明颜料。SKYPEL可提供光稳定剂及碳黑的色母粒以满足客户需求。图 10.水解对拉伸强度的影响图 9.热老化对断裂伸长率的影响图 11.水解对断裂伸长率的影响7Engineering Thermoplastic Polyester ElastomerCHEMROPE抗化学性能抗化

11、学性能SKYPEL对于许多工业的化学品、油和容剂均具有良好的阻抗性。但会受到浓酸、碱的攻击。SKYPEL可溶于胺类、甲酚类、酚类及某些含氯碳氢化合物（表3）。硬度较高之SKYPEL，其抗化学性能较佳。表3.抗化学性能表4为G140D、G155D及G163D在ASTM1号及3号油之浸渍老化试验结果，结果显示在3号油测试条件下，高硬度规格溶胀体积比低硬度规格小。表 4.耐油性 化学品乙醛醋酸丙酮乙炔氨苯胺ASTH 1号油ASTH 3号油ASTH A号燃油ASTH B号燃油ASTH C号燃油苯丁烷丁基醋酸盐一氧化碳四氯化碳氯苯氯仿氯磺酸氯酸甲酚环乙酮DMFD.O.P.醋酸乙酯酒精氯乙烷二氯乙烯乙二醇

12、环氧乙烷甲醛甲酸三氯甲烷评价EEFESPEEEEPFEFEPSSPGPGFEFESSEEFFE 化学品汽油甘油正已烷肼盐酸异丙醇异辛烷m-甲酚甲基酒精甲基 酮类三氯乙烷萘硝酸氯酚六氯乙烷石油醚酚氢氧化钾海水硅油脂饱和食盐水氢氧化钠蒸气(100 oC)硫酸 5%硫酸 10%硫酸 50%THF甲苯三氯乙烷三乙醇胺水水(100 oC)二甲苯评价EEESPEESEESFSSSESGEEEGFGFSFFSSEFGE:优良优良,G:好好,F:一般一般 P:劣劣,S:溶解溶解体积增加率(%)ASTM 1号油 ASTM 3号油G140DG155DG163D2.01.512310 6电气性能电气性能表5显示出S

13、KYPEL具有优异的电气性能。高硬度规格较低硬度规格有更佳的电气性能。表5.电气性能G130DG140DG155DG163DG168DG172DG175DG182DP128DWP137DWP147DP155D表面电阻系数()介电常数 106 Hz1 x 10124 x 10122 x 10134 x 10133 x 10153 x 10152 x 10163 x 10166 x 10146 x 10144 x 10145 x 10145 x 10123 x 10131 x 10143 x 10143 x 10156 x 10152 x 10173 x 10178 x 10138 x 10138

14、 x 10131 x 10140.0150.0540.0380.0390.0350.0310.0260.0280.0280.0300.0350.037体积电阻系数(-cm)8Engineering Thermoplastic Polyester ElastomerCHEMROPE加工工艺加工工艺熔融流变熔融流变一般而言，聚酯弹性体表面熔融黏度受温度影响大于剪切力提供能量之影响。当剪切力增加时，表面熔融粘度会随之减低到一定程度。但减低速率较其他高分子低。因此，SKYPEL可以在大范围之剪切力下，仍具有熔融的稳定性。图12表示不同的加工工艺其所需剪切速率。图13表示SKYPEL在不同温度下之熔融黏

15、度，可籍由调整熔融温度而控制黏度。图 12.剪切速率范围干燥干燥 制造SKYPEL时，已将产品干燥并包装于特殊的防潮纸袋。若直接开封使用原完整包装材料，则无须干燥。所有SKYPEL的规格皆将湿度控制在0.05%以下，注塑成型产品则至少须将湿度控制在0.1%以下，以避免裂解。挤出成型则须在0.05%以下。若使用已开封之SKYPEL，则须以除湿干燥机在100oC下烘干34小时。图14表示SKYPEL G155D受湿度之影响。图 14.吸湿度 图 13.在1000 sec-1剪切速率下表面熔融黏度压延挤出注塑成型101 102 103 104剪切速率(sec-1)G155D&G163DG140DG1

16、72D50%R.H.100%R.H.注塑成型注塑成型机器形式SKYPEL 可以用各类的注塑成型机加工。但为达到材料均匀熔融，建议使用 往复式螺杆成型机，为避免材料受过分负荷裂解，螺杆间距变化不宜剧烈。G155D9Engineering Thermoplastic Polyester ElastomerCHEMROPE-螺杆构图螺杆结构是决定进料效率及材料塑化之关键技术。适用SKYPEL之三段式螺杆，其L/D比为18-24,而压缩比为3.0-3.5。（如图6）图 6.螺杆图构图 8.螺杆构图LD进料段转移段计量段 进料段 转移段 计量段 50%25%25%-加工温度SKYPEL 之加工温度从 1

17、80 oC 240 oC，料管设定温度为170 oC 235 oC。若材料停置料管时间较长（超过十分钟），则30D到45D硬度材料之熔融温度为 220oC 而55D到80D硬度材料之熔融温度为 260oC。过高的温度易导致材料热裂解而性能降低。挤出成型挤出成型 SKYPEL可以用于电线涂层、电缆护套、汽车及工业用挤出管件。-螺杆构图适用SKYPEL之三段螺杆，其L/D比为2024，而压缩比为3.03.2。（如图8）LD进料段转移段计量段进料段 转移段 计量段30%50%20%-自由挤出自由挤出成型方式适用于小尺寸管件（最大不超过6.4mm）及“逐渐结晶型”（slow-to crystallige）规格如 SKYPEL：G130D，G135D 及 G140D。使用此方式加工时，适当的牵伸比为517。为防止管件凹陷，有时可于心轴中注入定量氮氯或空氯以提供内部管件支撑。-真空定型真空定型方式适用大尺寸管件(大于 9.5 mm)。适当的牵伸比约为3，但相较于“自由挤出成型”，牵伸比并不重要，可依实际实验及机械类型而变化。但拉伸比例的稳定却很重要，模头孔直体（DD）对管件外径（DOD）的比例应等于心轴直径（DM）对管件内径（DID）的比例，即 DD/DOD=DM/DID 。上述比例应等于拉伸比之平方根。