TPE事业部专业培训教材 - 图文-

ATPTPE事业部专业培训教材

目录

ATPTPE事业部专业培训教材（1

第一部分热塑性弹性体家族及其应用（2

第一章、热塑性弹性体（2

第一节、热塑性弹性体的发展、现状及未来（2

一.什么是热塑性弹性体（2

二.热塑性弹性体的发展演变（3

第二节、热塑性弹性体家族（5

一.家族分类概况（5

二.热塑性弹性（TPE的相结构及主要物性（6

三.热塑性弹性体（TPE的分类介绍（12

1、聚苯乙烯类（SBC（12

2、聚烯煌类（TPO（14

3、PU类（TPU（15

4、聚酯类（TPEE（19

5、聚酰胺类（TPAE（20

6、聚氯乙烯类（TPVC（21

7、热塑性硫化物（TPVs（22

四.热塑性弹性体（TPE的主要物性比较（见表5（23

1.热塑性弹性专用术语（25

第二章、热塑性弹性体在电线电缆行业的应用（28

第一节、电线电缆行业概况（28

一.电线电缆行业（29

二.电线电缆的分类（29

电线电缆的表示方法（30

第二节、电线电缆产品的结构及性能（33

一.电线电缆的结构（33

1、电缆（狭义类产品的结构及各构造物性要求（33

二.电线电缆产品的整体性能要求（化学，力学，电学性能等（40

三.电线电缆产品的主要国际，国内标准（41

第二节、热塑性弹性体在电线电缆领域的应用（42

一.TPE在电缆外被及绝缘层领域的应用（42

二.TPE在电线外被及绝缘层领域的应用（43

第四节、无卤阻燃弹性体在电线电缆外被及绝缘层领域的应用（44

笫五节、电线电缆的加工原理、设备及工艺（52

一.加工原理（52

二.加工设备及加工工艺（52

1.2.1.电线电缆的主要加工工艺（58

三.热塑性弹性体在线缆加工过程的工艺,常见问题及解决方案（61

1、线缆加工过程的工艺，常见问题及解决方案（61

2、热塑性弹性体线缆插头部分加工过程中的工艺,常见问题及解决方案（64

四.无卤阻燃弹性体在线缆加工过程的工艺，常见问题及解决方案（70

1、无卤阻燃弹性体线缆加工工艺，常见问题及解决方案（70

2、无卤阻燃弹性体线缆插头部分加工工艺,常见问题及解决方案（70

第一部分热塑性弹性体家族及其应用

第一章、热塑性弹性体

☆本章概要：

1.热塑性弹性体的定义

2.热塑性弹性体的性能和应用

☆本章学习重点：

1.热塑性弹性体基太性能的常用测试方法

2.热塑性弹性体SBC类的特性及应用

3.热塑性弹性体TPU类的特性及应用

第一节、热塑性弹性体的发展、现状及未来☆本节概要：

热塑性弹性体的定义

☆本节学习重点:

热塑性弹性体的定义

一.什么是热塑性弹性体

热塑性弹性体（ThcrmoPlastic臼astomers也称为热塑性橡胶（Thermoplastic

Rubbers,既具有橡胶的特性,又具有热塑性塑料的性能;在室温下是柔软的，类似于橡

胶，具有韧性和弹性，高温时是流动的，能塑化成型，是继天然橡胶、合成橡胶之后的所

谓第三代橡胶，简称TPE和TPRHJo如果更简单通俗地说，什么是热塑性?见过橡皮

泥吗？

橡皮泥就具有塑性，你用手一捏，它就被你捏成你想要的形状了，而且是常温下的

塑性，那热塑性就是指要加热起来了才具有塑性。什么是弹性体?压下去，松开，能回

到原状；

拉起来，松开，能回到原状，当然你还可以扭曲它，当你放手时，它可以恢复到原来

的

形状的物体就是弹性体。那么加起来就是指热塑性弹性体,缩写:TPE或TPR。

所有的TPE都是由塑料段和橡胶段微相分离组合而成的,塑料段凭借链段间的

作用力形成物理交联点，这种物理交联随温度的变化是可逆的,因而显示了热塑性弹

性体的塑料加工特性。橡胶段是高弹性链段，热塑性弹性体的弹性由橡胶段次定。

由于TPE具有橡胶和塑料的双重性能，所以可用于胶鞋、粘合剂、汽车零部件、电

线电缆、胶管、涂料、珞出制品等。涉及到汽车、电气、电子、建筑及工艺与日常

生活等各个领域。除了不适于制造充气轮胎外，许多非胎橡胶制品均可用热塑性弹

性体取代,因此,TPE的应用前景十分可观［2］。

二.热塑性弹性体的发展演变

世界上最早的热塑性弹性体-聚氨酯是1958年Schollenberger等首先报道的［4］,

之后,1965年美国Shell化学公司利用阴离子三步聚合法生产出了SBS和SIS商品

牌号为Kraton，至此，热塑性弹性体开始了迅速发展的过程。热塑性弹性体的发展情

况详见表1

[5]oTPE的种类开发时间开发公司PU类TPE(TPU1960拜耳SBS嵌段共

聚物1965壳牌化学氯化烧类TPE(TPO1967三菱孟山都聚烯煌类TPE(TPO1972

尤尼罗伊尔化学聚酯类TPE(TPEE1972杜邦SEBS1972壳牌化学间规立构1,2-聚

丁二烯1974日本合成橡胶动态硫化TPO(TPV1981孟山都聚酰胺类TPE(TPAE

1982Atochem耐油性动态硫化TPE(TPV1985孟山都氟化类TPE1987大金工业

依

时

问

顺

序

T

P

E

发

展

状

况嵌入官能团的SEBS1988壳牌化学

表1热塑性弹性体的发展情况

TPE现已成为广泛替代传统橡胶和部分塑料制品的用途广泛和极具发展前景的

新型材料，尤其随着我国汽车工业快速发展，需要大量进口TPE满足国内市场需求，因

此今后国内要加大TPE开发与产业化，紧跟国际发展潮流。未来我国TPE应重点关

注以下几点:开发茂金属催化剂合成的新型TPE;加快动态硫化技术和纳米复合材料

技术产业化和推广应用;从再利用、轻量化和高性能的角度考虑，未来TPE的最大市

场是汽车材料，因此要推进汽车工业需要的TPE国产化进程;加大TPE改性和与其他

树脂并用技术开发，提升TPE材

料性能;研究新型TPE配方，加工助剂使用、加工设备和加工工艺。

☆本节复习思考题：

什么是热塑性弹性体？

☆参考阅读：

各类TPE消耗量情况：

随着TPE的不断开发，其消耗量也以惊人的速度增长。据统计[6],全世界2002

年消

耗TPE达933kt，与1994年（192kt相比，增长了4倍左右,TPE将以每年4%的

速率持

续增长到2006年，其中，苯乙烯类TPE和聚烯烧类TPE总的增长速率将与这一

速率一致，

在美国和西欧，动态硫化型热塑性弹性体的消耗量将以10%的速率上升,而聚酯

类热塑性

弹性体的消耗量将以7%的速率上升，相对来说，日本的动态硫化型热塑性弹性

体的增长

速度要偏高些，但对其它高性能的热塑性弹性体产品如TPEE、TPAE等的需求

量较低。

2002年,TPE消耗量最大的三个地区:美国、日本、西欧的消耗情况在表2［6］中

给出。

表22002年西欧、美国、口本的主要TPE的消耗情况kt/a.

TPE的类别美国耗量西欧耗量日本耗量单类合计SBPO120

8028228TPV174131.589.5TPU5067.59126.5TPEE1120435TPAE43.50.6

8.1总计787.1

从表2中可见，苯乙烯类热塑性弹性体消耗量相对较大，作为最早工业化的热塑

性弹

性体,其代表品种为SBS、SIS，其中SBS主要用做鞋用材料⑺，并作为聚苯乙烯

的耐冲击

改性剂和沥青的弹性改性剂而取得广泛应用,SIS则主要用作粘合剂。SEBS是

近年来研

究比较多的苯乙烯类热塑性弹性体，它极大改善了SBS的耐热性和耐氧化性，广

泛用于

树脂改性，如Shell化学公司开发的官能团化SEBS，主要用于改性工程塑料

⑻。

聚烯燃类热塑性弹体，是增长最快的一类热塑性弹性体，目前已发展了20个系

列，

100多个品种［9］。它有80%应用于汽车行业淇它20%用于弱电产品、电线电

缆、土木

建材等领域。近年来研究比较活跃的一类为动态硫化型热塑性弹性体，它具有

良好的耐

压缩性和热老化性能，是一种性能较好的热塑性弹性体，已广泛应用于汽车领域

[10]o

相对于以上两类热塑性弹性体,其它种类用量较小。TPU主要市场在于鞋料和

改性

剂,TPEE和TPAE则主要用于制造各类高档体育用品上,在其它方面如汽主、

家电用品、

电线电缆、医用材料等方面的应用也在逐步增加，但由于价格较贵，消耗量还较

少。

第二节、热塑性弹性体家族

☆本节概要：

1.热塑性弹性体主要分类

2.热塑性弹性体的相结构

3.热塑性弹性体主要物性测试项目

4.SBC类产品的产品知识

5.TPU类产品的产品知识

☆本节学习重点：

1.TPE的主要类别

2.TPE的主要物性测试方法

3.SBC的相结构，制备工艺，物性和主要应用领域

4.TPU的相结构，制备工艺,物性和主要应用领域

家族分类概况

TPE的品种繁多，可根据其化学和形态进行分类，分为嵌段共聚物和热塑性塑料/

橡胶聚合物。其中嵌段共聚物又分为聚苯乙烯纤维、共聚酯、聚氨酯、聚酰胺;热

塑性塑料/橡胶聚合物又分为烯燃类热塑性弹性体和硫化热塑性塑料。

下面主要包括以下几大类：

聚苯乙烯类TPE(SBC

聚烯烽类TPE(TPO

PU类TPE(TPU

聚酯类TPE(TPEE

聚酰胺类TPE(TPAE

其中以SBC和TPO类热塑性弹性体用量最大，约占整个TPE用量的80%左

右。详见图1TPE分类示意图。

TPE4J(n»U)TPE-E(COPE)POE(TPO)P¥GP

thermoportcthermoFiarticcopot；«sterapotyo的fineoelastomerplasticbedPVC

miyurcthaneefromreactorardaltoji

图1TPE分类示意

二.热塑性弹性（TPE的相结构及主要物性

1、TPE的相结构

说到TPE的相结构,首先我们要搞明白什么叫相，即在一个系统中,物理性质和化

学性质完全相同并且组成均匀的部分称为相。比如纯水是单相系统，盐水还是单相

系统，但是汽水就是两相系统，因为里面有不可分子间均匀混合的气和水两种状态的

物质.

几乎所有的热塑性弹性体都有一个共同的特点，即为相分离体系,在室温下其中

一相为塑料相（硬段，而另一相为橡胶相（软段，这个道理很像沥青中加砂石做成柏油

马路,其中沥青好比橡胶相，砂石好比塑料相。这样的结构便构成r弹性体既有橡胶

的弹性性乂有了塑料的强度及热可塑加工性.对于大多数热塑性弹性体而言,两相问

通过嵌段或接枝共聚物以化学键相连，但也有热塑性弹性体只需一种聚合物在另外

一种聚合物中形成很细小的分散相就足够了。

硬相使热塑性弹性沐具有强度，如果没有硬相存在，在应力作用下橡胶相就会发

生自由流动，从而失去实际应用价值。当硬相受热熔融或在溶剂中溶解后，热塑性弹

性体发生自由流动,此时可以进行加工;当冷却或溶剂挥发后，硬相固化，此时热塑性

弹性体的强度恢复。所以说，在某种意义上，热塑性弹性体的硬相起到了传统硫化橡

胶交联点的作用，上述过程常被称为物理交联。而软相给热塑性弹性体提供了弹性,

如果没有软相，那TPE只能是塑料或和塑料一样硬的东西.

2、TPE的主要物性测试项目及测试方法

2.1、硬度

2.1.1硬度定义

材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。

2.1.2测试目的

因为材料的相对软度或硬度往往是选用材料首先要考虑的指标，并且硬度也与

其它重要设计特性有关例如拉伸模数和挠曲模数。所以测试硬度的目的就是为了

首先确定热塑性弹性体的硬度规格，供客户选用。

2.1.3测试工具

测量橡胶硬度最普遍采用的仪器称为肖氏（又称为邵尔硬度计。TPE材料测试

一般只用到shoreA和shoreD两种硬度计.详见图2.图2shoreA和shoreD硬度计针

头

I

n

A—••••・，

5.

^1s

1.v

0

B♦LXW-

X*,

5

niJllirNH<HIIIXHInilHriliii

怡

AUXRIIhirXIIIH,(IHXII/、口，

079

mm

DUsedforharderitaictiaK

3C,

01mm

Radius

2.1.4测试方法

用一个弹簧将一金属压头压入材料的表面，并测量它能穿入多深。该仪器测量

的穿入深度为零至0.100英寸。若标尺上的读数为零则意味着压头穿入了极限深度,

而读数为100则意味着穿入深度为零。

有各种不同硬度范围的肖氏硬度计。使用最普遍的标度之一是肖氏A级标度，

使用一种较钝的压头和弹力中等的弹簧。当读数超过90以上时消氏A级硬度计就

变得不是很精确。对于较硬的材料,则使用肖氏D级硬度计，因为它有一个锐利的压

头和弹力较强的弹簧，可穿入较深的深度。

具体测试程序为:A.将试样置于一个硬质且水平的表面上。垂直地保持硬度计,

使其压头之点至少离试样的各侧边12mm(0.5in.,除丰确知在离侧边更近的距离上进

行测量可以获得相同的果，应尽快可能地、无振动地使压机支座抵住试样，保持支座

与试样表面的平行。应施正好足够的压力以使压机支座与试样之间保持紧密的接

触。B.在压机支座与试样紧密接触后,刻度读数必须一秒钟内或者在供货双方一人可

的一段时间内读出，除非硬度计有一个最大的显示器需读出最大的读数。硬度读数

可能会随时间的推移而降低。C在试样上成每隔至少6mm(0.25in.分布的3个或5

个不同的点处，各作一次测定，取这些测量值的平均值作为硬度值。(硬度测试环境是

在温度23C,相对温50的条件下进行的

2.1.5测试标准

ASTMD2240-978

2.2压缩形变

2.2.1压缩形变定义

橡胶或弹性体材料在压缩(施加载荷到特定的行为量，比如说25%和不同温度下

的永久变形量的测试.

222测试目的

所有聚合物材料在一定的载荷情况下都会发生相应的蠕变行为，而压缩形变测

试就是对材料在压缩载荷下发生的蠕变行为的粗略测量.

2.2.3测试工具

测试压缩形变的必要工具主要需用烘箱和压缩装置,压缩装置包括压缩板，限制

器和紧固件.详见图3.

紧固件

限制器

压缩板

图3测试压缩形变的压缩装置

2.2.4测试方法

通常Shore10-80A压缩率为25%,shore80-89A压缩率为15%,shore90-95压缩率

为10%;而限制器高度（hs即可根据压缩率和试样高度算出。

A.在压缩板上涂对测试材无影响的滑剂，以免材料粘板.

B.测试样（A型样d:29.5+0.5mm,h:12.5+0.5mm;B型样d:13+0.5mm,h:6.3+0.5mm

中心高度h0,三试样相差不超过0.1mm.

C.将试样，限制器放入夹具中，均匀压缩到规定高度h0放入烘箱温度依测试要求

设定（23℃or70℃oH21c计时依测试要求（22or40oi*70orl68h.

D.时间到达后取出样品，标准温度环境下，自由放置30min,测恢复高度hl

E.计算:（hO・hl/（h0・hs*100

2.2.5测试标准

ASTMD395

2.3、拉伸永久形变

2.3.1拉伸永久变形定义

试样在因一定拉力作用下伸长后，在作用力解除的情况下其残余的变形,以原始

长度的百分数表示。

2.3.2测试目的

所有弹性体材料在一定的应力作用下都会发生相应的应用松驰，而拉伸永久形

变测试就是对材料在拉伸应力作手下发生的应力松驰行为的粗略测量.

2.3.3测试工具

拉力机，恒温箱,千分尺.图4永久拉伸变形试验拉力装置图

2.3.4测试方法

C型裁刀裁样3片（恒温23c24hrs以上，划线标注亚铃中间25mm+A.哑铃0.25.

保持这一固定伸长lOmin,然后马上释放载荷，自由恢复lOmin,接着马上测内残

余变形D.计算E=100（L-L0/L0L:LO:原始标距E:永久形变率

.5测试标2.4、拉伸强度

2.4.2测试目的

抗拉伸能力的一种准确测量.

2.4.3测试工具

2.4.4测试方法

C型裁刀裁样3片（恒温23℃24hrs以上.

25+B.将试样装入试验拉力装置（图4，夹持对称用力匀速，拉伸到规定长度用时

15s内C.试标距，测量精度为原距离的1%.

:残余变形2.3准

ASTMD4I2

2.4.1拉伸强度的定义拉伸强度就是试样拉伸直到拉断过程中产生的最大拉应

力对弹性体材料的拉力试睑机，恒温箱,千分尺A.哑铃B.试样夹在拉力机夹头上（如

果在试样中部划线标注长度0.25mm,还可以测试出延伸率，开始拉力测试（拉伸速度

500mm/min，并记录最大拉伸负荷3次以上测试C.:T（Mpa=F（MN/A（m2T:拉伸强

度F:最大拉伸负荷A:哑铃试样中间截面积

准

D412

F,求均值.

计算2.4.5测试标ASTM

2.5、撕裂强度

应力集中的作用下会产生和扩大的机械撕裂过程，它将导致材料的的

TPE在应用过程中会因为撕裂（一种特殊形式的断裂的产生和扩展温箱，千分尺

裁刀裁样3-5片。如图5

251撕裂强度定义橡塑材料某一点在高断裂、缺陷或者局部变形，而撕裂强度

就是对这一断裂过程中所需最大破坏力的定量表现形式。

2.5.2测试目热塑性弹性体（而产生故障，而撕裂强度测试就是为了测量TPE的

抗撕裂性能。

2.5.3测试工具

拉力试验机，恒254测试方法

A.用DieC

类图5DieC类裁刀

尺寸数值（毫米公差（毫米数值（英寸公差（英寸A102±0.504.0±0.02B19

±0.050.75±0.002C19±0.050.75±0.002D12.7±0.050.5±0.002E25±0.051.0

±0.002F27±0.051.061±0.002G28±0.051.118±0.002H51±0.252.0±0.01

B.试验拉力机夹头对称夹持好试样,然后匀速拉伸（拉00mm/min.试求开始伸速

度5

C.直到试样拉断为止，但断裂处必须在直角顶点位置，记录最大应力值F,3次以

上测均值.

D.计算:Ts（KN/m=F（N/d（mmTs:抗撕裂强度F:最大应力d:试样中值厚度

2.6、耐油性

试定义

材料在不同标准参考油中多项性能指标的变化（体积，硬度，拉试目的

的主要是为了指导材料在与流体油类接触的领域里保证正常使用.

盛装油类的容器和试验用3种标准参考油.另外，如果要测硬度拉伸强度油前样

品的体积，硬度和拉仲强度等参数.

器壁至少5mm，距液面容器底后,马上擦拭残液，并立刻测试结果，测试方法同前

面所说的项目测试方法三.热塑性弹性体（TPE的分类介绍

为苯乙烯系嵌段共聚物StyreneicBlockCopolymers,简称（「二烯,异戊二烯等嵌

段共聚组合而成.

2.5.5测试标准ASTMD624

2.6.1耐油性测耐油性测试主要是测量伸强度等.262测测试耐油性的目2.6.3

测试工具

通用装置即为可同样用到ASTMD2240-97,ASTMD412等要求相关测试工具.

ASTM1#:paraffinictype（直链烷烧类IRM902:naphthenictype（环烷蜂类IRN

903:aromatictype（芳香类2.6.4测试方法

A.测试在没有浸

B.浸入油内，浸入时间24h或72h或7d,常用72h,样品距容部至少10mm.

C.浸油试验结束.然后，记录计算其耐油测试后体积,硬度和拉伸强度等的性能变

化百分比率.

2.6.4测试标准ASTMD471

1、聚苯乙烯类（SBC

苯乙烯系热塑性弹性体（又称SBCs

，目前是世界产量最大、与橡胶性能最为相似的一种热塑性弹性体。1.1聚苯乙

烯类（SBC的相结构

SBC同样由硬段相［苯乙烯段和软段相

如图6.图6sBs相结构图

1.2SBC的分类

种中主要有4种类型，即:苯乙烯・J二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SB艺

烯，异戊二烯,乙烯丙烯等.其制备方法均为阴离子己烷+结构调节剂四氢吠喃+

偶合剂四氯化硅+引发剂丁但耐溶剂/油性较差;SBC与PS,PPO,一

防漏，车窗防漏,隔音材料等;在工业产品上应用在电线电SIS和SEBS,SEPS两

大类四种产品.SBS,SIS含有双键，所以

苯乙烯段丁二烯段目前,SBCs系列品S

;苯乙烯■异戊二烯■苯乙烯嵌段共聚物（SIS;苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物

（SEBS;苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物（SEPS。SEBS和SEPS分别是SBS

和SIS的加氢共聚物。目前于工业上,TPE多采用SBS、SEBS,所以一般不加说明的

TPE即SBC也常叫TPES或TPRo

1.3SBC的生产原料及制备工SBC的生产原料主要有苯乙烯，丁二聚合,生产工

艺以SEBS为例：

反应单体丁二烯苯乙烯+溶剂环基锂阴离子聚合生成基础胶催化加氢胶液水

析法凝聚成胶粒干燥研磨成品

1.4SBC的物性（化学，力学，电学性能

SBC化学性能可以与水，弱酸，弱碱等到接触，些PE,ABS,PC等可以相容加工.力

学性能方面具有优良的拉伸强度和延伸率，但热氧稳定性差，高温性能差，在这些情况

下，力学性能会明显下降.另外,SBC绝缘性好，电性能优良，如SEBS被用作优质的电

线电缆材料,缘于其具有很好的电绝缘性能。SEBS的体积固有电阻为

1014〜2016Qcm,耐电压为11.81〜39.37V/pm。.

1.5SBC的主要应用领域

SBC在汽车行业的应用为车体缆，各种把手支架坐垫等;在运动文化器材方面和

建材沥青改性方面,用量也很大.

1.6SBC的典型产品

SBC的典型产品为SBS,

它具产能力为:德国RipplewoodHoldingLLG公司⑶・5万t,美国烯共聚物组成

的共混物用填料、增强剂、抗氧剂、颜料等助是由塑料相（硬段相和橡胶相（软段相

共混而成的，它的塑料相通常为化学结构上来分类，比较单一，所以TPO分类一般从

加工方法来区分:注丙橡胶（EPDM、丁储橡胶（NBR和丁基橡胶;塑料聚烯燃组分主

要为聚丙烯（PP和聚乙烯（PE。TPO产品中用量最大的是EPDM/PP,TPO生产工艺

技术是机械掺混法。

有差的高温性能（＞130F,差的UV稳定性，差的热稳定性（加工温度＜450F,差的耐

化学性（溶剂/油等缺点;相对而SEBS,SEPS,不含活跃的双键，制造工艺中多了加氢这

一工序，所以其热稳定性，抗UV性，使用温度等都有很好的改善.但是,SBS具有低本

优势和尚可的性能，所以现在SBC类中70%以上就是SBS类产品.

1.7SBC主流供应商

SBC的主流供应商及年生雪佛龙菲利浦斯化学公司（3・4万t,美国普利司通.费

尔斯通公司［11万t（包括SSBR产量］，法国Dexco聚合物公司（3・5万t,美国阿科化学

公司（10万t,墨西哥Ne-gromex工业公司［42万t（包括SSBR产量］，德国巴斯夫公司

（11万t,意大利埃尼公司（15万t,法国阿托菲纳公司［10万（包括SSBR产量］，中国石

化巴陵石化公司（10万t,中国石化北京燕山石化公司（5万I,中国石化茂名石化公司（5

万t,中国台湾省合成橡胶公司（5・4万t,中国台湾省奇美实业公司（12万t,中国台湾省

李长荣化学工业公司（8万t,中国台湾省英全化工公司（2万t,日本旭化成公司［12万

t（包括SSBR产量］，日本合成橡胶公司（3万t,日本弹性体公司（1・2万t,日本瑞翁公司

（1万t,日本电气化学工业公司（0・2万t,韩国锦湖石化公司（1・5万t,韩国LG化学公司

（4-5万I,印度ATVProjects公司（3万t。

2、聚烯煌类（TPO

全向立构聚丙烯与乙烯-丙剂配合后，称为TPO（热塑性聚烯烷Thermoplastic

Polyolefin

.2.1TPO的相结构

TPO的相结构同样也PE或PP结构,它的橡胶相为EPDN或EPR.

2.2TPO的分类

TPO产品从原料和塑类，挤出类,吹塑类，吸塑类等.

2.3TPO的生产原料及制备工艺

TPO所用原料通常橡胶组分为三元乙

2.4TPO的物性（化学，力学，电学性能

TPO是聚烯烧类弹性体,所以其化学性能较好，可与多数化学品接触正常使用.而

其力学主要突出在耐热性好，有很高的抗弯曲模量和抗冲击模量.TPO由烯烧类混合

而成，其2件，婴儿牙胶，防撞外套,握手柄运动器材，运动鞋底，球拍手柄，雨刷，汽车仪

表面板，垫片，电线电缆,绝缘板可作

北美市场占主导地位，占市场份额的48%,竞争者英国巴塞孚化学公司占13%。

日本三井石油化学工业公司在新加坡建立TPU同样也是由软段相和硬段相共娶而

成的，其中长链二元醇与异氟酸酯反应构成元醇与异氟酸酯反应成为分子链的硬段.

B，=1,4-丁二醇；

“电绝缘性也很好.

.5TPO的主要应用领域

可取替PVC之用途而不含PVC成份,管材,软管,防滑垫,密封件,存器盒盖.玩

具方面:玩具配，电池外壳汽车保险杆，导管PP或PE耐冲击改良剂

2.6TPO的典型产品

TPO的典型产品主要是EPDN+PP合金，用在汽车保险杠方面的注塑级产品，还

有用在电线电缆方面的疥出级产品.

2.7TPO的主流供应商比利时索尔维工程聚合物公司（索尔维公司的子公司的

TPO年生产能力为11.8万t,其TPO（主要用于汽车工业在尔公司占19%,美国埃克森

美了采用茂金属催化剂合成技术的年生产能力5万t的三聚物TPO生产装置，这种

TPO在汽车配件上的应用不断扩大。另外，该公司还将在欧洲（比利时、德国或荷兰

建立TPO生产装置。日本住友化学工业公司在日本千叶有1.5万tTPO的年生产

能力，在美国科尼尔斯建设的TPO生产装置于2004年投产。该公司与美国雪佛龙

菲利浦斯化学公司的合资企业菲利浦斯■住化聚丙烯公司也在美国生产TPO,并考虑

在东南亚建立TPO生产装置。

3、PU类（TPU3.1TPU的相结构

分子链中的软段,短链二'A=MD二异氟酸酯「VWVWWWVWWW=多元醇

MDI与大分子二醇反应形成软段;MDI与扩链剂反应形成硬段

“软质”产品

AA/WWVW\A-A-B-A-WWWWWVWW-A-B-A-

聚酯TPU用的多元醇多为聚己二酸丁二醇酯二元醇（PBA,聚酸TPU用的多元

醇多为聚四氢吠喃MG.

3.3酸酯中，仅有个利适用于制备热塑性聚氨醋c最重要的二酸酯（MDI。

，如乙二醇、1,4-丁二醇、1,6、1,4-二（羟基乙氧基苯。

不饱和聚醒之分（PPG等.

接反应型大长径比的双螺杆，把MDI,BDO和POLYOL等原料投入螺杆反应器

中反应并造粒.而间歇法则VWVWWWWW\“硬质”产品

VWV\-A-B-A-B-A-B-A-VWVWV\WV-A-B-A-B-A-B-A-

VWVWWWV

3.2TPU的分类TPU基本上可以根据多元醇选用的不同，大概分为两大类:聚酯

TPU与聚醛TPU.二元醇（PTHF或PTTPU的生产原料和制备工艺

多异氟酸酯

在商业上可得到的多异鼠异氟酸酯是4,4「二苯基甲烷.二异氟扩链剂

扩链剂和二异鼠酸酯的选择决定了硬段的性质，因此，也在很大程度上决定了热

塑性聚氨酯的性能。塑性聚氨酯最重要的扩链剂线性二元醇-己二醇聚合二元醇

聚合二元醇有聚酯，聚醛之分,而聚酯又有酸醇聚酯（普通聚酯和聚己内酯聚碳酸

酯等（特种聚酯.聚醛也有常用饱和聚酸（PTHF和添加剂

主要是抗氧剂和润滑剂.而抗氧剂和润滑剂又有多种类型.

生产制造工艺主要分连续法和间歇法两种工业生产模式.连续法即采用直采用

先浇注，再粉碎，最后在双螺杆或单螺杆中挤出造粒.

连续法：

配料浇注机浇注反应型双螺杆切粒机造粒（通常水中切粒干燥包装

间歇法：

配料浇注机浇注粉碎双（单螺杆挤出

切粒机造粒干燥包装

3的物性（化学，力学，电学性能等

方面,TPU在所有弹性性体材料具有极强的优势，极高抗拉伸/,很高的回弹性.中

等性能的电学性能.4TPU化学性能方面聚酯TPU与聚醛TPU相差很大，前者耐水

性差，耐油性好，后者相反;其它耐酸碱性能均较优.力学性能抗撕裂强度,优异的耐刮/

耐磨性能，中等压缩性能能满足电线电缆制造要求.详见图7.图7不同类别的TPU

性能特征

聚酯型0+++-++-低

聚己内酯型++++00++-中

聚酸型++00+00高

3.5TPU的主要应用领域

由于TPU极其优越的性能，并且又具生物可降解的环保性能，又有很宽的硬度范

围，所以TPU被认为是世界第一大用量塑料PVC的最佳替代品.既然可代替PVC,它

当然拥有极其盖;踏板刹车器;门锁撞针;衬套板簧衬套;轴承;防震部件部件：

球鞋、高尔夫球鞋、足球鞋鞋底及鞋前掌、女士鞋后跟、滑雪靴、安全广泛的

应用领域.

各种TPU成型品的用途：汽车部件：

球型联轴节;防尘;内外装饰件;防滑链等机械•工业用各种齿轮;密封件;防震部件;

取模针;衬套;轴承盖类涟接器;橡胶筛;印刷胶辑等

服饰辅料:

女士文胸肩带、服装松紧带等。鞋类：

垒球鞋、棒靴等

其他：

自位轮;把手;表带笔

管材：

高压管;医疗管;油压管;气压管;燃料管;涂敷管;输送管;消防水带等;气垫;膜片；

键盘板;复合布;超薄、宽幅薄膜（医疗、卫生用品等

液：

接剂;人造革、合成革、绳、铁丝、手套等涂层管线;圆形带;V型带;同步带;防

滑带等

3型产品聚酯类，目前用的最多的就是PBA多元醇类的TPU;而聚悔类几乎全

（见表3

主要产品产能（Kt/a

商品名称备注薄膜•板材：

转动带电线•电缆：

电力通信电缆;计算机配线;汽车配线;勘探电缆等溶熔接料;粘其他：

各种环形.6TPU的典型产品

TPU的典用PTMG多元醇类的TPU.

3.7TPU的主要供应商表3TPU生产厂家、主要产品及技术特点

生产厂家名称生产地址诺誉北美

上海TPU各种应用型号

5

Estane自有技术，

薄膜产品特

（Noveon

佳拜耳（Bayer欧州北美，

深圳（原优

得DTPU各种应

用型号

—10csmopan自有技术，

耐磨产品特

佳巴斯夫（BASF

欧州

上海

ETPU各种应

用型号10

lastollan自有技术

上海厂建设

中

亨斯曼

欧州

TPU各种应

Irogran

自有技术，

(HuntsmanIrostic屈一指北美用型号超软产品首万华

中国

10

TPU各种应

用型号

自有技术,

主要管材鞋

材

三晃

中国

TPU各种应

用型号7

自有技术

宏德

中国

TPU各种应

10

自有技术

用型号高鼎中国

TP6

自有技术

U各种应

用型号

4、聚酯类（TPEE

TPEE（热塑性聚酯弹性体段和聚酸软段的嵌段共聚物。

酯形成无定形相;聚酯硬段部分结晶形成结晶微区，起物理交联点的4是在工业

应用上不同加工方式来分的，常分为:注塑级，挤出级和吹塑级.

和PTMG（代表性原料或PEG来制备.其制备简单工艺说明：PTEPBT—造粒干

燥

是含有聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT硬4.1TPEE的相结构

TPEE相结构是由PBT聚酯硬段相和聚酸软段相共聚而成的两相体系.其中聚

酸软段和未结晶的聚作用。

.2TPEE的分类

TPEE从分子结构上来说,大都是由对苯二甲酸1,4-丁二醇酯及聚丁醇共聚而成,

所以其分类都4.3TPEE的生产原料和制备工艺简述

TPEE生产原料可用对苯二甲酸1,4-丁二醇酯PBT（有新技术用对苯二甲酸二甲

酯DMTE生产工艺流程简图如下：

PTMG一共聚反应挤出一高粘度TPEE

催化剂/助剂

4.4TPEE的物性（化学，力学，电学性能等

胺二醇类化合物，但对卤代危（氟里昂除外及酚类的作用却无能为。力学性能与

其它热塑性弹性体相部件、带类、燃料水槽part、密封剂、各种压缩弹簧、管覆

层、轴承、电话线包线等等。

4公司TPEE耐化学性能方面具有极佳的耐油性，在室温下能耐大多数极性液体

化学介质（如酸、碱、力，其耐化学品的能力随其硬度的提高而提高比,在低应变条件

下,TPEE模量比相同硬度的其它热塑性弹性体高。TPEE低温柔顺性好低温缺口冲

击强度优于其他TPE,耐磨耗性与TPU相当。在低应变条件下.TPEE具有优异的耐

疲劳性能且滞盾损失少，这一特点与高弹性相结合，使该材料成为多次循环负载使用

条件下的理想材料，齿轮、胶辐、挠性联轴节、皮带均可采用。电气性能良好，但应

用不多.

4.5TPEE的主要应用领域

TPEE价格虽高但性能优异主要应用于:软管套，以及液压软管带、管道、密封

材料、体育用品的薄膜及部件等、汽车齿轮类、键区、电话天线、.6TPEE的典型

产品

TPEE典型产品即为以PBT和PTMG为代表的性能优异的嵌段共聚物.

4.7主要TPEE供应商（见表4

表4TPEE主要供应商

名称商标上市时间结构特点

Du软段为聚四氢吠喃聚醛,硬段以PBT为主pontHytrel1972DSMAntiel1975

软段含脂肪族聚酯晨光科新

Sunprene200与

2

Hytrel类似5、聚酰胺类（TPAE

是最新TPE,具有弹件回复性足，强韧耐磨等优点,通常是一种聚酸嵌塑5.1

TPAE的相结构

TPAE相结构同样曰硬段相和软段相共聚而成，组成硬段相的为聚酰胺齐聚物有

A12等;组成软段相的聚酯或聚犍齐聚物有PEG（聚乙二醇、PPG丁二醇等.结构式

为TPAE的一种段酰胺型热性弹性体.

PA6,PA610,PA612,PA11,P（聚丙二醇

、PTMG（聚

000

IIIIII

fC+CH?无NH.+C+CH?hC-0+（CH»,0+

II

师囱，耍酷胺齐密物）软因（舞赫齐逐物）

5.2TPAE的分类

从化学结构上可以分为聚酰胺聚酯共聚物和聚酰胺聚酸共聚物常用的平时所讲

的多为聚酰胺聚域共聚物TPAE.

TPAE两大类，而我们料及制备工艺

体熔融化学，力学，电学性能等

以及聚酰胺和聚健的比例（与柔软性和弹性有关。总体来说能不如TPEE;其力

学性能强度耐磨耐品性、耐磨性等，具有非常好的'消音性，所以主要用于消音齿轮、

纯管、运动鞋、网球拍、树脂共混等。

1979年Huis公司在德国上市以后，大日本油墨公司，德国Auto6、聚氯乙烯类

（TPVC

用作交联点,软段部分为增塑过的PVC。此外把丁脯橡胶、聚氨酯等有弹性的

树脂与PVC树脂共混使它合金化，也可称为PVC的热塑性弹性体。

5.3TPAE的生产原合成TPAE原料主要为双端酸基聚酰胺齐聚物，双端羟基聚

雄齐聚物,催化剂和其它助剂.简要合成工艺：

双端竣基聚酰胺和双端羟基聚酸齐聚物的合成加入助剂本聚合造粒

5.4TPAE的物性（影响TPAE性能的因素为聚酰胺种类（与耐化学性、熔点及相

对密度有关，聚醛种类（与吸水性及电性能有关,TPAE耐油耐化学品性能较优,但耐强

酸强碱热水性刮均非常优异;电学性能也很好.

5.5TPAE的主要应用领域

TPAE实际上已远离橡胶，缺乏弹性，价格也较TPEE要高。但主要优点是保留

了尼龙树脂的各个长处，如强韧性、耐化学药5.6TPAE的典型产品

TPAE典型常的产品即为尼龙-6（PA-6与聚乙二醇（PET共聚物.

5.7TPAE的主要供应商

TPAE是一种新型工程TPE,chem,美国EMS等也相继投产，世界需求量在万吨

左右.

TPVC有别于一般的PVC而是含有一种高聚合度聚氯乙烯树脂,它的微晶部分

（硬段

6.1TPVC的相结构

一般的热塑性弹性体中具有作软段的橡胶成分和作硬段的树脂成分，硬段起交

联点作用而具有弹性。但对TPVC而言所说的硬段只是具物理交联作用的高聚合

度PVC,软段可以增塑过的PVC或其它可改性用的弹性树脂.

根据其生产制造方法不同可以分为化学聚合TPVC与共混TPVC.

TPVC的生产原料主要有高聚合度PVC,软质PVC其它弹性体橡胶等.其制备工

工艺简单,目前是PVC与NBR共混合金材料.但由于环保问题无法解决，所以近年对

此研窕人员较少.

压缩变形等与橡胶和其它弹性体相比仍处劣势;电学性能方面也良好.

6.5TPVC的主要应用领域

橡胶制品，还可用于汽车工业和电线电缆制造。

金型的，

6.7TPVC的主要供应商

建DDE公司，成为产量最大的PVC/NBR型TPVC生产厂家,此外日本昭和油

化、大阪曹达等也有生产.

7、icVulcanizatcJPV是采用动态硫化法制备，即在

橡胶与TPO的相结构一样，只是在软段相EPDM分子链节上进行了交联化处理.

TPV一般只PP/EPDM这一类，但还有少量的特殊类别是为了与PA,ABS,POM

等相容开发

6.2TPVC的分类

6.3TPVC的生产原料及制备工艺

国际上用的最多6.4TPVC的物性（化学，力学，电学性能等

TPVC的耐化学品性能良好，各方面性能远超过普通软质PVC;力学性能方面拉

伸强度TPVC大量用于制造胶管、胶板、胶布、胶鞋、油罐等各种6.6TPVC的典

型产品.

TPVC目前国内外所用的典型产品即为PVC/NBR合DuPonl与DowChem联

合组热塑性硫化物（TPVs

热塑性硫化胶（ThcmioPlast与热塑性塑料熔融共混过程中使橡胶硫化。实际上

它是TPO产品的另外一种生产工艺所生产的不同性能产品.

7.1TPV的相结构

TPV的相结构7.2TPV的分类

的特O类似用EPDM和PP但，多了交联齐（其制备工艺很简单，在TPO机械性

（化学，力学，电学性能等

；力学性能方面特别是弹性，耐压缩变形方面优良,电学性能同样优秀.

塑料的加工方法加工，高效、简单合欧盟环保要求。比重轻（0.90—0.97,外观质

量。基于以上性能特点,TPV可广泛应用于汽车工业、埃克森美孚化学公司的子公

司的SanGeolast（NBR/PPTPV系列产品，其中Santoprene系列产品是许，其次是荷兰

DSM公司日本瑞翁公司的子公司美国瑞翁化学公司是TPV生产的后起四.SBC

TPOTPVCTPUTPEETPAE殊类别TPV.

7.3TPV的生产原料与制备工艺

TPV生产原料与TP共混的工艺上增加了交联剂交联反应这一工艺.

7.4TPV的物由于软段交联化，所以化学性能优曳耐油性佳7.5TPV的主要应用

领域

TPV优良的加工性能:可用注射、挤出等热塑性易行,无需增添设备，流动性高、

收缩率小。绿色环保，可回收使用，且反复使用六次性能无明显下降，符均匀，表面档次

高，手感好电子电器、口用消费品、建材等行业。

7.6TPV的典型产品

TPV的典型产品即PP/EPDM主体的动态硫化聚烯烧弹性体.7.7TPV的主要供

应商

TPV的代表性产品有美国AES公司（toprene（EPDM/PPTPV和多高档轿车配件

选用材料。

世界最大的TPV生产商为美国AES公司,然后是比利时TRS公司。之秀淇基

于聚丙烯酸酯弹性体分散于聚酰胺中的耐热和耐油TPV已商品化。

热塑性弹性体（TPE的主要物性比较（见表5

表5常用的各类TPE产品的主要物性对比

分类

硬度30A-75A50A-95A40A-80A30A-80D40A-70A40D-62D

抗拉/MPa9.8-34.32.9-18.69.8-10.629.4-4925.5-39.211.8-34.3

强度

伸长率/%

800-1200200-600400-900300-800350-450200-400

弹性/%45-7540-6030-6030-7060-7060-70

密度g/cm30.91-1.200.89-1.001.20-1.3030-7060-7060-70

耐磨性

AX△©△o

耐屈挠性。△。◎◎◎

耐热性/℃60120100100140100

耐寒性/℃-60-7030-65-40-40

耐油性

X△X-。◎◎◎

耐水性◎◎。。-。-o©-oO-A-x-△

耐天侯性△x-Ao△-o-o△o

脆化温度/℃

--70-7030-50-70-70-70

注:，。为为可，

◎为优良，△X为劣。☆本节复习思考题：

1.TPE主要分为哪儿类？

硬度的，硬度测，大概STM标3.TPE拉伸强度的定义，测试工具,方法和ASTM标

准号？4.TPE撕裂强度的定义测试方法和ASTM标准号？

和拉伸永久变形的定义，测试目的和ASTM标准号？要物性及应用领域？

9

的TPE(l-2类，耐磨性能最优食2.TPE定义工具方法和A准号？5.TPE压缩永久

变形6.SBC类TPE的相结构，主7.TPU的分类，相结构,基本生产工艺，主要物性，及应

用领域8.举例说出拉伸性能最优异的TPE(l-2类，耐油性最优异异的TPE(I-2类，密

度最小和密度最大的TPE?参考阅读：

1.序号常用名热塑性弹性专用术语英文

对应中文含义1ThermoPlasticElastomers热塑性弹性体TPE2Thermoplastic

Urethane热塑性聚氨酯弹性体TPU3

-butadieneblock

苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物

SBS

styrenecopolymer

4

styrene-neblock茶乙烯-异戊二烯嵌段共聚物SIS

isoprecopolymer

5

st苯乙烯•乙烯/丙烯嵌段共聚物SEPS

yrene-ethylene/propyleneblockcopolymer6

styre/

苯乙烯■乙烯/丁二烯嵌段共聚物

SEBSene-ethylenbutadieneblockcopolymer7Polyvinylchlorid聚氯乙烯PVC8

热塑性硫化胶

TPVThermoplasticVulcanizate9

Ther

热塑性聚酯弹性体

TPEEmoplasticPolyesterElastomer

10拉伸强度

TensileStrength11TearStrength撕裂强度12Elongation(atbreak

断裂伸长率13硬度Haniness14Speiy比重cificGravi15MeltFlowindex熔融

指数16Elongation延伸率17Hotairaging热空气老化18TensileStrengthretain拉

伸强度保持率19Elongationretain延伸保持率20Verticalburntest

垂直燃烧测试21extruders挤出机22

twin-screwextruder

双螺杆挤出机

23singlescrewextruder单螺杆挤出机

24screwextruder螺杆式挤出机

25pelletisingextruder制粒挤出机

26plasticextruder塑料挤出机

27horizontaiaxisextruder卧式挤出机

2.知名生产厂家、主要产品及技术特点

厂家名主要产品

生

(Kt/a品名称

热塑性弹性体(TPE

生产称生产地址产能力

商备注

RipplewoodHoldingLLG美国，俄亥俄州

法国，Berre

德g

荷兰,鹿特丹

巴西,Paulinia

SBS/SIS/SEB

SBS/SIS/SEB

SSBS/SIS

SBS

SBS

170

65

60

20

自用技术

壳牌技术

与巴斯夫合资

1996年动工

S

国VesselinKraton

菲

桥石轮胎/

凡世通Dexco聚合物

公司阿尔科化学

美国，得克萨斯

美国，得州Orange

美国路易斯安娜

SBS

SBS/SSBR

SBS

SBS/SIS

34

35Stereon

Vector

自有技术

计划扩至68

利普斯化学公司

(Arc。美国，普莱克明

SBS

110

45

55

凡世通技术

kt/a

与陶氏合资

Industrias

Ncgromcx德国，路德维希港SBS/SSBR

SBS

42

15

Solprcnc

菲利普斯技术

2003年扩至

墨西哥

巴斯夫

比利时，安特卫普比利时，安特卫普墨西SBSSBS2030Styrolux

30kt/a2003年扩至Altamira

SBS

45

35kt/a

埃尼公司

阿托菲纳

中国石化集团

意大利，拉文纳

美国，得州贝敦

比利时，安特卫普

中国，岳阳

SBS/SIS/SEB

SBS/SIS

SBS/SSBR

SBS

110

40

100

100

Europrene

SLT

Finaprene

菲利普斯技术

菲纳（Fina

技术自有技术

公司

中国，燕山

中国，茂名

S

SBS

SBS50

50

自有技术

菲纳技术

台湾合成橡胶长荣化学英全化工公司

中国，台湾中国，台湾中国，台湾中国，台湾

54

120

80

20

Taipol

Kibiton

Enprene

自有技术自有技术自有技术自有技术

奇美实业SBS/SISSBSSBSSBS

日本旭化成日本合成橡胶日本弹性体公

司日本瑞翁公司日本，川崎

日本，四日

日本，鹿岛

日本，大分

SBSBS/SIS

SBS

SBS/SIS

SBS

120

10

20

12

Tufprene

Asaprene

DenkaSTR

凡世通技术

自有技术

JSR壳牌技术

菲利普斯技术

自有技术

日本电化公司

日本，水岛

日本，千叶

S/SSBR/SE

B

SBS

10

2

Tuflex

SEPS

Quintac

韩国锦湖石化

KosynKJR

自有技术公司

韩国，Yosu

韩国

SBSSBS

15

45

Finaprcnc技

韩国LG化学

公司

术

印度ATVIndiaLtd.

Projects

印度

SBS

30

☆

1.电线电缆产品的结构

2.电线电缆产品的整体性能要求

・电线电缆产品主流国际标准

4.电缆产品的主流国际标准与加工工艺

题与解决方案☆工工艺

与解决方案

线电缆行业概况

☆☆