熱塑性彈性體TPEE

第一章 TPEE產(chǎn)品技術(shù)市場分析和展望

1.1 產(chǎn)品介紹

1.1.1 產(chǎn)品概述

熱塑性聚酯彈性體(TPEE)又稱聚酯橡膠，是一類含有PBT（聚對苯二甲酸丁二醇酯）聚酯硬段和脂肪族聚酯或聚醚軟段的線型嵌段共聚物。TPEE兼具橡膠優(yōu)良的彈性和熱塑性塑料的易加工性，軟硬度可，設(shè)計(jì)自由，是熱塑性彈性體中倍受關(guān)注的新品種。

其與橡膠相比，具有更好的加工性能和更長的使用壽命；與工程塑料相比同樣具有強(qiáng)度高的特點(diǎn)，柔韌性和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能更好。對大多數(shù)用途來說，TPEE可以直接使用，若有特殊要求，可添加相應(yīng)助劑以滿足要求。由于TPEE具有突出的機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)良的回彈性和寬廣的使用溫度等綜合性能，在汽車制件、液壓軟管、電纜電線、電子電器、工業(yè)制品、文體用品、生物材料等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其中在汽車工業(yè)中的應(yīng)用最廣，占70%以上。

1972年，美國DuPont公司和日本Toyobo公司率先開發(fā)出TPEE，商品名分別為Hytrel和Pelprene。隨后，Hochest-Celanese、GE、Eastman、AKZO(DSM)等世界大公司相繼開發(fā)出了各種牌號(hào)的TPEE產(chǎn)品，商品名各為Ritefex、Lomod、Ecdel和Arnitc。而國產(chǎn)的TPEE，也開發(fā)出了自己的品牌，武漢東南祥泰公司開發(fā)的南泰牌TPEE，在國內(nèi)也受到了相當(dāng)?shù)暮迷u。

1.1.2 產(chǎn)品性質(zhì)

熱塑性聚酯彈性體作為聚酯硬段和脂肪族聚酯或聚醚軟段的線型嵌段共聚物，性能優(yōu)越，可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)和應(yīng)用。其特性包括：

１、力學(xué)性能

通過對軟硬段比例的調(diào)節(jié)，TPEE的硬度可以從邵氏D32到D80變化，其彈性和強(qiáng)度介于橡膠和塑料之間。與其他熱塑性彈性體(TPE)相比，在低應(yīng)變條件下，TPEE模量比相同硬度的其他TPE高。

當(dāng)以模量為重要的設(shè)計(jì)條件時(shí)，用TPEE可縮小制品的橫截面積，減少材料用量。

2、拉伸強(qiáng)度

與聚氨酯彈性體(TPU)相比，TPEE壓縮模量與拉伸模量要高得多，用相同硬度的TPEE和TPU制作同一零件，前者可以承受更大的負(fù)載。在室溫以上，TPEE彎曲模量很高，適宜制作懸臂梁或扭矩型部件，特別適合制作高溫部件。

TPEE低溫柔順性好，低溫缺口沖擊強(qiáng)度優(yōu)于其他TPE，耐磨耗性與TPU相當(dāng)。TPEE具有優(yōu)異的耐疲勞性能，與高彈性特點(diǎn)相結(jié)合，使該材料成為多次循環(huán)負(fù)載使用條件下的理想材料，適宜制作齒輪、膠輥、撓性聯(lián)軸節(jié)、皮帶等。

3、耐熱性能

TPEE具有優(yōu)異的耐熱性能，硬度越高，耐熱性越好。TPEE的使用溫度非常高，能適應(yīng)汽車生產(chǎn)線上的烘漆溫度(150-160℃)，并且它在高溫下機(jī)械性能損失小。在120℃以上使用，TPEE拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于TPU。

此外，TPEE還具有出色的耐低溫性能。TPEE脆點(diǎn)低于-70℃，并且硬度越低，耐寒性越好，大部分TPEE可在-40℃下長期使用。由于在高、低溫時(shí)表現(xiàn)出的均衡性能，TPEE的工作溫度范圍非常寬，可在-70-200℃使用。

4、耐化學(xué)介質(zhì)性

TPEE具有極好的耐油性，在室溫下能耐大多數(shù)極性液體化學(xué)介質(zhì)(如酸、堿、胺及二醇類化合物)，其耐化學(xué)品的能力隨其硬度的提高而提高。

TPEE對大多數(shù)有機(jī)溶劑、燃料及氣體的抗溶脹性能和抗?jié)B透性能較好，對燃油滲透性僅為氯丁膠、氯磺化聚乙烯、丁腈膠等耐油橡膠的1/3-1/300。

5、耐候性、耐老化性

TPEE在水霧、臭氧、室外大氣等各種外界條件下，化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良。大多數(shù)熱塑性彈性體(TPE)一樣，在紫外光作用下會(huì)發(fā)生降解(310nm以下的紫外光是降解的一個(gè)主要因素)；

因此對于室外應(yīng)用或制品受陽光照射的條件，配方中應(yīng)添加紫外光防護(hù)助劑，其中包括炭黑和各種顏料或其他屏蔽材料，酚類防老劑和苯并三唑型紫外光屏蔽劑并用，能夠有效地起到防紫外光老化。

6、高回彈性

將TPEE材料應(yīng)用到彈簧中，可使彈簧具有很長的使用壽命，能夠幫助火車很平穩(wěn)地啟動(dòng)、加速、減速以及停止等。和金屬彈簧所不同的是，它不會(huì)生銹、也不會(huì)在自然環(huán)境條件下發(fā)生惡化、或者造成彈性破裂和損失等。而與橡膠材料相比，具有更大的重復(fù)使用性，還能保持很好的彈性。

7、加工成型性

TPEE具有優(yōu)良的熔融穩(wěn)定性和充分的熱塑性，故而具有良好的加工性，可采用各種熱塑性加工工藝進(jìn)行加工，如擠出、注射、吹塑、旋轉(zhuǎn)模塑及熔融澆鑄成型等。

在低剪切速率下，TPEE熔體粘度對剪切速率不敏感，而在高剪切速率下，熔體粘度隨剪切速率升高而下降。由于TPEE熔體對溫度十分敏感，在10℃變化范圍內(nèi)，其熔融粘度變化幾倍至幾十倍，因此成型時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制溫度。

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1.1.3 產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈

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1.2 生產(chǎn)工藝描述

TPEE主要由聚酯硬段和聚醚軟段組成，其中聚酯硬段提供TPEE的強(qiáng)度和耐熱性，聚醚軟段則提供柔韌性和耐低溫性能。在TPEE的合成過程中，通常采用聚酯二元醇和聚醚二元醇作為原料，同時(shí)加入PTMG（聚四氫呋喃醚）以提高柔韌性和耐低溫性能。此外，為了調(diào)整TPEE的性能，還可以加入增塑劑、顏料和其他添加劑。

1.配料與混合：將聚酯二元醇、聚醚二元醇、PTMG和其他添加劑按照配方比例稱量并混合均勻。

2.預(yù)聚合：將混合好的原料放入反應(yīng)釜中進(jìn)行預(yù)聚合，使原料初步形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

3.造粒：將預(yù)聚合后的物料進(jìn)行切粒處理，形成大小均勻的顆粒狀物料。

4.干燥：將切粒后的物料進(jìn)行干燥處理，以去除其中的水分和其他揮發(fā)性物質(zhì)。

5.注射成型：將干燥后的物料加入注射成型機(jī)中，通過加熱和加壓的方式使其熔融并充滿模具型腔，冷卻后得到所需形狀和尺寸的TPEE制品。

6.后處理：對制品進(jìn)行必要的后處理，如熱處理、調(diào)濕處理等，以提高其性能和穩(wěn)定性。

第二章?TPEE產(chǎn)品應(yīng)用市場分析和展望

目前，TPEE樹脂在全球范圍內(nèi)的市場規(guī)模約為10億美元，預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到30億美元。其市場增長的主要驅(qū)動(dòng)力是汽車工業(yè)的發(fā)展。隨著電動(dòng)汽車和智能汽車的普及，對TPEE樹脂的需求日益增長。此外，紡織品和服裝行業(yè)也是TPEE樹脂市場的重要消費(fèi)者，對于創(chuàng)新的輕量化材料有較高的需求。

在全球市場上，亞太地區(qū)是TPEE樹脂的主要消費(fèi)地區(qū)。中國、日本和韓國是該地區(qū)主要的生產(chǎn)和消費(fèi)國家。中國是目前全球最大的汽車市場，對TPEE樹脂的需求量巨大。此外，中國紡織品和服裝產(chǎn)業(yè)也十分強(qiáng)大，對TPEE樹脂的需求也在不斷增長。

歐洲和北美地區(qū)也是TPEE樹脂市場的重要消費(fèi)地區(qū)。在歐洲，汽車行業(yè)對于TPEE樹脂的需求穩(wěn)定增長，同時(shí)還有不斷增加的環(huán)保法規(guī)對傳統(tǒng)塑料材料的替代需求。在北美，汽車工業(yè)和電子工業(yè)對TPEE樹脂的需求也在不斷增加。

然而，TPEE樹脂市場也面臨著一些挑戰(zhàn)。首先，傳統(tǒng)的工程塑料材料如聚碳酸酯和尼龍等在某些應(yīng)用領(lǐng)域仍占據(jù)主導(dǎo)地位。其次，高性能塑料材料的價(jià)格較高，對于一些中小企業(yè)來說不太容易承受。此外，TPEE樹脂市場競爭激烈，各個(gè)廠家之間的產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象較為嚴(yán)重。

從應(yīng)用領(lǐng)域來看，熱塑性聚酯彈性體主要應(yīng)用于軌道交通、電子電器、汽車、日用品、工業(yè)管道、醫(yī)療衛(wèi)生、運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域。其中，汽車為熱塑性聚酯彈性體最大的應(yīng)用領(lǐng)域，占比為39.87%；其次為軌道交通，應(yīng)用占比為24.74%；工業(yè)管道排名第三，應(yīng)用占比為10.05%。

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　　在汽車領(lǐng)域中，熱塑性聚酯彈性體多用于生產(chǎn)安全氣囊、密封圈、油管、進(jìn)氣軟管、齒輪齒帶、方向盤保護(hù)層等汽車零部件。在日用品領(lǐng)域中，熱塑性聚酯彈性體憑借其耐老化、柔軟性好、溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，多用于生產(chǎn)隔熱餐墊、防滑衣架、折疊臉盆、握筆器等產(chǎn)品。此外，熱塑性聚酯彈性體還能作為高分子材料改性劑來使用，例如熱塑性聚酯彈性體與PBT、PET共混后可以促進(jìn)結(jié)晶、改善熔體流動(dòng)性，與PC共混后可以改善應(yīng)力開裂、低溫抗沖等性能。整體來看，我國熱塑性聚酯彈性體市場需求較為廣泛。