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热塑性弹性体市场需求不断增长,回收问题谁来解决?

德富塑料网2018-11-06 12:57:40

热塑性弹性体(TPE)是一种兼具有橡胶和热塑性塑料特性,在常温下显示橡胶的高弹性,高温下又能塑化成型的高分子材料,具有类似于橡胶的力学性能及使用性能,又能按热塑性塑料进行加工和回收,它在塑料和橡胶之间架起了一座桥梁。

近年来,全球对热塑性弹性体(TPE)的需求呈快速增长之势,预计到2019年,亚太地区对热塑性弹性体的需求将接近全球总需求的一半。中国作为世界最大的热塑性弹性体消费国,未来对热塑性弹性体的需求继续以超过8%的速度增长。

但是,随着TPE市场用量的增大,回收利用问题也逐渐引起人们的关注。TPE的回收利用不仅避免污染环境,而且节省资源,扩大原材料的来源,缓解未来石油短缺的能源危机。


目前,已经工业化生产的热塑性弹性体TPE的种类很多,主要分为苯乙烯类(SBC)、烯烃类(TPO)、聚氨酯类(TPU)、聚酯类(TPEE)、聚酰胺类(TPAE)等。


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苯乙烯类热塑性弹性体(SBC)


SBC是最早研究的热塑性弹性体,也是目前世界上产量最大、发展最快的一种热塑性弹性体。SBC产品有SBS、SEBS、SIS、SEPS、SIBS、SEEPS等,特征分子结构是三嵌段聚合物,硬段是聚苯乙烯,其余是软段(橡胶相)。SBC室温下的性能与硫化橡胶相似,凭借强度高、柔软、具有橡胶弹性、永久变形小的特点,其在制鞋业、塑料改性、沥青改性、防水涂料、液封材料、电线、电缆、汽车部件、医疗器械部件、家用电器、办公自动化和胶粘剂等方面具有广泛的应用。



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聚氨酯类热塑性弹性体(TPU)

TPU 一般是由平均相对分子质量为600~4000 的长链多元醇(聚醚或聚酯) 和相对分子质量为61~400 的扩链剂及多异氰酸酯加成聚合的线性高分子材料。TPU 大分子主链中长链多元醇(聚醚或聚酯)构成软段,主要控制其低温性能、耐溶剂性和耐候性,而扩链剂及多异氰酸酯构成硬段。由于硬、软段的配比可以在很大范围内调整,因此所得到的热塑性聚氨酯既可以是柔软的弹性体,又可以是脆性的高模量塑料,也可制成薄膜、纤维,是TPE 中唯一能够做到的品种。 

TPU 具有极好的耐磨性、耐油性和耐寒性,对氧、臭氧和辐射等都有足够的抵抗能力,同时作为弹性体具有很高的拉伸强度和断裂伸长率,还兼具压缩永久变形小、承载能力大等优良性能。TPU已在国民经济的许多领域如制鞋行业、医疗卫生、服装面料和国防用品等行业得到了广泛的应用。

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聚烯烃类热塑性弹性体(TPO)


聚烯烃类热塑性弹性体(TPO)主要分为嵌段共聚物、接枝共聚物和共混物3 种类型。其中嵌段聚合物主要包括乙烯-辛烯共聚物(POE)和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA),共混物主要是动态硫化法制备的热塑性动态硫化胶。

 乙烯-辛烯共聚物(POE)

POE具有很窄的分子量和短支链分布,因而具有优异的物理机械性能(高弹性、高强度、高伸长率)和良好的低温性能,又由于其分子链是饱和的,所含叔碳原子相对较少,因而具有优异的耐热化和抗紫外线性能。

POE 作为改性剂,既可以改性橡胶,也可以改性塑料。由于POE 的加工温度较低,因而与非极性橡胶的混合较为容易。

POE 的最大应用还是在塑料制品上。用POE 改性PP,对其缺口冲击强度提高很大;将马来酸酐接枝POE 后的弹性体用来改性PA6,可使材料的吸湿性减小、冲击强度大幅提高。

 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)

一般来说,EVA树脂的性能主要取决于分子链上醋酸乙烯的含量。EVA按其中VA(醋酸乙烯)的含量可分为三大类:VA含量在5%~40%的,称为EVA树脂,主要用来对聚乙烯改性、制造电线电缆料、薄膜以及其他成型制品或混合料等;VA含量在40%70%称为EVA弹性体主要用作橡胶弹性体和PVC改性剂等;VA含量在70%95%通常制成乳液状态称为VAE乳液主要用作粘合剂及涂层、涂料

薄膜所用的EVA树脂VA含量小于20%。EVA薄膜具有透明度高、抗冲击韧性好、热稳定性好,具有生理无害性、透气性、低温收缩率低等优点。作为农用功能性棚膜,其透光率高、保温性能好、耐老化、防雾滴,是较理想的农膜基料。此外,EVA还可用作包装膜、医用膜、层压膜和铸造膜等。

 热塑性动态硫化胶(TPV)

采用动态硫化法制得的热塑性弹性体称为热塑性硫化橡胶(TPV)。TPV 是热塑性弹性体(TPE)的一种特殊类型,与具有弹性的嵌段共聚物不同,而是由弹性体-热塑性聚合物共混物的协同作用生成,具有比简单共混物更好的性质。

制备热塑性硫化橡胶的关键技术是动态硫化技术,这一技术的进步之一是采用低成本的现有加工方法,通过将现有的聚合物进行共混来制备新产品。与传统的、资金投入强度高的生产新材料的工艺相比,该工艺还能满足对大型聚合装置的环保要求。TPV 技术的另一些优于作为热塑性弹性体来源的嵌段共聚物的地方是:上限使用温度高、耐烃类介质和压缩永久变形小。EPDM/PP TPV是开发最早、比较成熟的一种TPV。EPDM/PP TPV综合了EPDM和PP的优点,具有优异的耐臭氧老化性能、电绝缘性以及良好的加工性能,而且在原料、性能及产品价格方面都具有竞争优势。目前,国内外已有很多成熟的商品品牌。


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共聚酯类热塑性弹性体(TPEE)


以聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为硬段,聚醚或聚酯为软段的嵌段共聚物。TPEE最初主要应用于纺织工业高弹性纤维,现在已成为不可替代的工程级弹性体基础材料。广泛应用于汽车工业、高速铁路、电子信息、建筑、化纤等领域。


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聚酰胺类类热塑性弹性体(TPAE)


TPAE由高熔点结晶性聚酰胺硬度和非结晶性聚酯或聚醚软缎组成。根据聚酰胺热塑性弹性体合成所需的原料, 其合成方法可以分为二元酸法和异氰酸酯法。TPAE主要应用于汽车、机械、电子电器、电气精密仪器、体育用品、医疗等许多领域。由于TPAE的价格较高,目前消耗量还比较低。



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