熱塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer)也稱熱塑性橡膠(Thermop1astic Rubber),是一種兼具橡膠和熱塑性塑料特性,在常溫顯示橡膠高彈性,高溫下又能塑化成型的高分子材料。也是繼天然橡膠、合成橡膠之后的所謂第三代橡膠,簡稱TPE或TPR。熱塑性彈性體聚合物鏈的結構特點是由化學組成不同的樹脂段(硬段)和橡膠段(軟段)構成。硬段的鏈段間作用力足以形成物理“交聯”,軟段則是具有較大自由旋轉能力的高彈性鏈段;而軟硬段又以適當的次序排列并以適當的方式聯接起來。硬段的這種物理交聯是可逆的,即在高溫下失去約束大分子組成的能力,呈現塑性。降至常溫時,這些“交聯”又恢復,而起類似硫化橡膠交聯點的作用。正是由于這種聚合物鏈結構特點和交聯狀態的可逆性,因而熱塑性彈性體一方面在常溫下顯示硫化膠的彈性、強度和形變特性等物理機械性能,可替代一般硫化膠制造某些橡膠制品;另一方面,在高溫下硬段會軟化或熔化,在加壓下呈現塑性流動,顯現熱塑性塑料的加工特性。
熱塑性彈性體在加工應用上有以下特點:
可用標準的熱塑性塑料加工設備和工藝進行加工成型,如擠出、注射、吹塑等。
不需硫化,可制備生產橡膠制品,減少硫化工序,節約投資,能耗低,工藝簡單、加工周期縮短,生產效率提高,加工費用低。
邊角廢料可回收使用,節省資源,也對環境保護有利。
由于在高溫下易軟化,所制產品的使用溫度有一定限制。
熱塑性彈性體最大的成功是它有一些明顯的優點,能部分取代熱固性橡膠。這些優點如下:
(1)加工較簡單;
(2)少或不需配料;
(3)較短的加工時間;
(4)較低的能量消耗;
(5)廢料邊角料可再利用;
(6)部件尺寸和整個質量的更嚴密控制;
(7)更適于高速自動加工;
(8)適于熱固性橡膠不可行的加工(吹塑);
(9)熱塑性彈性體的更低的密度,而使單位重能得到更多的部件。
但熱塑性彈性體也有某些缺點和不足:
加工前需要干燥;
要求成批生產;
在給定溫度下熱塑性彈性體熔融,高于該溫度時就不能使用,即使是短時間也不行;
低硬度熱塑性彈性體品種數量有限。
熱塑性彈性體的這些優缺點,決定了它門的應用領域,包括在膠鞋、粘合劑、汽車零部件、電線電纜、膠管、涂料、擠出制品、摻合劑等等方面的大量使用,在橡膠制品方面除了不適于制造充氣輪胎外,非胎制品已有不少可以取代,如汽車部件、部分橡膠機械制品,此外包括建筑、電絕緣、食品和飲料包裝以及醫療衛生等多方面的應用。