热塑性弹性体与热固性弹性体的比较
弹性体通常分为两大类:
· 热塑性
· 热固性
结构
热塑性弹性体是这样一类材料,当加热时它们会软化/熔化,而在冷却时则会硬化,且可如此反复变化。大多数热塑性塑料都溶于特定的溶剂,并在一定程度上能燃烧。软化/熔化的温度随聚合物的种类和品种而异。由于热塑性塑料对热量和剪切力的敏感性,故处理时必须很小心,以避免材料的降解、分解或引燃。e material.
大多数热塑性塑料的分子链可以被想象为独立的、互相拧在一起的细线,就像意大利面条一样(见上图)。当加热时(例如模塑时),各分子链就开始滑动,形成塑性流动。当冷却时,原子和分子链又重新牢固地缠在一起。当再加热时,分子链就又开始滑动。热塑性塑料被加热/冷却的周期次数有实际的限度,超过该限度后其外观和机械性能将受到影响。
热固性弹性体在加工期间经历了化学变化,性地变为不溶和不熔。正是这种化学交联,造成了热固性和热塑性体系之间的主要区别。通过所谓硫化过程而达到其终性质的天然橡胶和合成橡胶,例如胶乳、丁腈橡胶、混炼型聚氨酯、硅胶、丁基橡胶和氯丁橡胶,均是典型的热固性弹性体。
如下图所示,当热固性橡胶硫化或硬化时,毗邻的分子之间将形成交联,构成复杂、互相连接的网络。这些交联键防止了各分子链的滑动,从而阻止加热时的塑性流动。热固性弹性体在交联过程完成之后,如果过分地受热,该聚合物将发生降解而不是熔化。这种情况与鸡蛋的烹饪有些相似:进一步加热并不能使鸡蛋回到它的液体状态,而只能使它烧焦。
如何决定加工方式
热塑性弹性体可以反复加工的特点,决定了它优于热固性橡胶的主要优越性。两者在加工方面的其它关键性区别如下表所示。
项目 | TPE | 热固性橡胶 |
制造 | 迅速(以秒计) | 缓慢(以分计) |
边角料 | 可重新利用 | 浪费比例高 waste |
硫化剂 | 不需要 | 需要 |
机械 | 常规的热塑性设备 | 专门的硫化设备 |
添加剂 | 极少或没有 | 众多的加工助剂 |
设计优化 | 无限 | 有限 |
工件重新模塑 | 可以 | 不大可能 |
热封 | 可以 | 不可以 |