在广义上,tPE 是所有热可塑弹性体的总称,通常被称为弹性体。包括: SBS,Sebs,SIS,SEPS,TPO,TPV,TPU,TPVC,TPEE,TPA 等。
但是!在中国被称为“TPE”的材料基本上属于苯乙烯热塑性弹性体。因此,下面提到的不同于TPU的TPE是苯乙烯热塑性弹性体。
虽然 tPE 和 TPU 有不同的字母,但是外观和性能甚至用途都很相似,有一定的灵活性和聚合物弹性的热力学理论,都可以用在鞋子、智能扬声器、智能手镯、手机保护套等材料上。
因此,为了让大家对这两种材料有一个全面的了解,我们将从分子结构、合成方法、控制硬度的手段、区分方法等方面对它们进行分析比较,以便更好的区分。
分子结构
TPE是苯乙烯类以及热塑性工程弹性体,为丁二烯或异戊二烯与苯乙烯嵌段聚合的共聚物。而TPU是聚氨酯材料热塑性生物弹性体,是由二异氰酸酯类物质分子和多元醇、扩链剂共同进行反应发生聚合发展而成的嵌段共聚物。
它们是嵌段共聚物,但是它们的硬段和软段是不一样的。TPE 的硬段为聚苯乙烯,软段为丁二烯或氢丁二烯。TPU 的硬段为二异氰酸酯和扩链剂,软段为低聚物多元醇的长链。
合成方法
TPE的合成一般是先反应等份苯乙烯,再加入丁二烯反应,最后加入第二等份苯乙烯进行阴离子顺序聚合。TPU通常通过二异氰酸酯和多元醇的本体熔融缩聚或溶液缩聚获得。
从聚合机理来看,TPE 的合成属于阴离子聚合机理,TPU材料属于缩聚机理。
硬度控制
TPE和TPU都可以调节硬度,都有一定的硬度范围。例如,TPE的硬度可以从0A到100a变化,而TPU的硬度通常从60A到70d。
TPE除了我们可以进行调节苯乙烯的含量来控制以及硬度,还可以同时通过乙烯基的加成反应程度不同控制材料硬度。乙烯基少就软,可以软到像PE塑胶袋那种文化程度,多就硬,因为Tg 高嘛。
但值得注意的是,热塑性聚乙烯很少单独使用,经常与各种材料结合使用,例如鞋用热塑性聚乙烯由30% 热塑性聚乙烯,30% 油,15% 聚苯乙烯,25% 滑石粉或碳酸钙组成。这使得其硬度调整手段更加多样化。
TPU主要通过调节二异氰酸酯与多元醇的比例来调节硬度,通常单独使用或添加少量添加剂。