一文讀懂TPR原料特性及應用.拿走,收藏好

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1.TPR原料概念

   TPR原料，指的是以熱塑性丁苯橡膠SEBS,SBS為基材，添加其他必要的無機、有機及高分子組分共混，經(jīng)過設備攪拌混合、螺桿擠出、切粒冷卻制得的具有橡膠彈性特性的顆粒原材料，TPR原料實際上屬于高分子復合材料，其初始形狀為顆粒狀。TPR，英文全稱Thermo-Plastic Rubber，意思是熱塑性橡膠。

 2. TPR原料基本特性

  2.1外觀

  光澤：SBS基材的TPR外觀為高光亮的粒子，而SEBS基材的TPR(TPE)則為亞面的顆粒。

  透明度及顏色：外觀為透明或不透明的粒子。不透明實色的粒子底色為白色，不同的配混體系，顏色略有差異。

  粒子形狀：最初生產(chǎn)廠做出來的TPR粒子為切粒狀（圓柱條形），目前出于對產(chǎn)品外觀質量的考慮，廠商優(yōu)化生產(chǎn)切粒設備，做出來的粒子以圓粒為主，看起來產(chǎn)品更高檔。

  2.2硬度

  TPR原料為具有橡膠特性的軟性高分子材料，硬度是其重要的一個物性參數(shù)。并且通過調整以SEBS,SBS為基材的配混體系的組分含量配比，可以變化TPR原料的硬度（及物性），使得材料可以廣泛應用于不同的行業(yè)。

  2.2.1TPR原料的硬度范圍：

  最常見的硬度范圍是0~95A(Shore),硬度高于95A,一般以D來表示。以邵氏D表示的TPR原料，其硬度范圍大概在40~60D. 關于邵氏硬度A與D的換算，有如下三種近似的換算關系如下：

  （1）、 D=A-50 ；

 （2）、D=A/2 ；  （3）、A=0.173D+86.58.

  筆者認為第二種算法相對簡單，并且實際案例中比較常用。如果用戶對硬度要求比較精準，建議還是采用相應的硬度計去測量樣板的實際硬度。

  另外基于SEBS的TPR(TPE),可以提供硬度低于0A的超軟TPR,通常硬度單位以C或OO表示。這類超軟TPR(TPE)在一些情趣用品，實體娃娃，醫(yī)用教學模型，減震座墊產(chǎn)品上有著廣泛的應用。

 圖三：TPR原料ShoreA,D,OO硬度對照表

  2.2.2TPR原料硬度測量

  如上，不同硬度范圍的TPR材料，應采用相應的邵氏硬度計（ShoreA,D,C)來測量。但實際上多數(shù)情況下,TPR原料的硬度，主要以邵氏硬度計A來度量。以邵氏硬度A表來測試TPR原料樣板硬度，樣板的厚度一般在6.5mm左右，邵氏硬度計A的針頭刺入樣板的極限深度為2.5mm。樣板偏薄，測出的材料硬度可能偏硬，樣板偏厚，測出的材料硬度偏軟。

  測量硬度初時，TPR原料能承受較大的壓力，但隨著時間的推移，因發(fā)生蠕變和松弛而會屈服。在讀取硬度計的數(shù)值時，可以即時讀取，也可在某一段特定延遲時間之后讀取，通常是在 5 至 10 秒之后讀取。另外讀取硬度數(shù)據(jù)時，采用及時讀數(shù)比延時讀數(shù)，數(shù)值一般偏高。

  2.3 其他基本物性參數(shù)

  除硬度外，關于TPR原料的比較重要的物性參數(shù)有：

  比重，大致范圍在0.84~1.3克/立方厘米；拉伸強度：大致范圍3~10MPa；斷裂伸長率：200~1500%；縮水率：1.5~3%；熔融指數(shù)：1~20g/10min(2.16kg,190℃)

  2.4 TPR原料物理功能特性

  熟悉TPR原料的朋友都比較了解，TPR原料有著廣泛的應用市場。這除源于其具有廣泛可調整的硬度范圍外，還歸結于TPR原料具有很多功能特性，現(xiàn)分享如下：

  2.4.1柔觸感與包覆性

  TPR原料觸感柔軟，并且同時具有良好的包覆性，包覆性指的是TPR原料可以與多數(shù)硬塑料復合注塑成型為一整體，賦予產(chǎn)品以軟觸感。日常生活中的牙刷，運動器材，美容器材，電動工具，箱包配件，各種腳輪，電子產(chǎn)品，智能穿戴等，都系采用TPR包覆成型。另外如線纜線材，情趣用品等，均優(yōu)異的展現(xiàn)了TPR的柔觸感。

  2.4.2減震防滑特性

  TPR具有橡膠彈性，具備減震及防滑等功能性。很多腳墊，座墊，防滑墊，鞋底等，均采用TPR為原材料。

  2.4.3密封及彈性

  TPR原料具有優(yōu)良的回彈性。可用作密封，如密封條，密封圈等，其高彈性也可用于健身器材，醫(yī)療器械，如醫(yī)用止血帶，拉力器拉力帶，瑜伽健身帶。

  2.5 TPR原料其他特性

  耐溫：高溫70~90℃，低溫-50℃；

  耐化學性：耐溶劑性一般，有較強的耐水解性及耐醇溶劑；不耐酸堿及有機溶劑以及機油潤滑油等。

  耐候性：基于SEBS改性的TPR(TPE)具有良好的耐候性及耐老化性，抗UV可達到3.5~4級；

  2.6 TPR原料環(huán)保特性

  TPR原料是優(yōu)良等級的高分子材料，符合ROHS,REACH(SVHC),EN71，不含PAHS、NP、BPA、鄰苯二甲酸酯及鹽。

3.TPR原料選料技巧

  3.1最有效的辦法是用戶提供OK樣板給到供應商。供應商根據(jù)樣板，分析其性能要求，提供相應的TPR原料牌號給到用戶試辦確認。

  3.2一些（國外的）用戶，可能不方便或者沒有OK樣板。這時用戶應提供材料物性要求，以及做什么產(chǎn)品，有沒有特殊應用要求。供應商只有在詳細了解用戶的要求后，才能提供適宜的樣品給到用戶。

  3.3客戶若沒有樣板，對要求也不明確。則不能提供樣料給客戶試辦。

4.TPR原料成型事宜

  4.1 單物料注塑成型

    采用普通注塑機成型。料筒段130~140℃；計量段150~170℃；塑化段180~200℃；射出段，180~190℃.依TPR原料物性、設備、模具及產(chǎn)品結構等適當調整注塑溫度及注塑速度，壓力等參數(shù)。

  4.2包覆成型

  根據(jù)硬料品種及材料應用要求，選擇合適的包覆料牌號。可采用雙色注塑機快速成型以及普通注塑機，兩套模具，分兩次注塑成型。包覆成型溫度160~250℃。包膠PP170~190℃；包膠ABS,180~200℃；包膠PC,200~220℃；包膠尼龍220~250℃。

  包膠PC,PP,ABS都很容易，包膠尼龍PA，如果是用包膠模具，建議先對尼龍件預熱，再立即對預熱件進行TPR料包覆成型。對于較大面積，流道較長的包覆結構，盡量在合理的模具位置多開幾個進膠點。

  4.3 擠出成型

  TPR原料擠出成型，擠出溫度比注塑成型稍低，一般170~190℃；SBS基材的TPR擠出溫度比SEBS基材的TPR(TPE)擠出溫度要略低10~20℃.另外擠出成型，應盡量選擇熔指較低，熔體強度高些的TPR料牌號。

  4.4配色事宜

   若是色粉，應注意其分散性，在混合配色時不至于發(fā)生團聚，必要時可配擴散劑，以利于色劑分散。

   若是色母，應注意色母載體樹脂的選取，載體樹脂的與TPR原料的相容性很重要，另外載體樹脂的熔點應比TPR原料稍低，熔點最大限度不能高于TPR原料的熔點。

   對于SEBS基材的TPR,TPE,若硬度較高(50A以上)，可采用PP作為載體樹脂，低硬度TPR,TPE，可采用LDPE或EVA為載體樹脂。

   對于SBS基材的TPR,若硬度較高若硬度較高(50A以上)，可采用PS作為載體樹脂，低硬度TPR，可采用EVA為載體樹脂。