熱塑性彈性體應用領域廣

  由于熱塑性彈性體(TPE)具有良好的加工性能和物理性能，應用范圍甚廣。熱塑性彈性體與其它材料的有機結合，創(chuàng)造出更多適合不同工業(yè)用途的新材料。環(huán)保、舒適等同樣成為熱塑性彈性體供應商開發(fā)新材料時關注的重要方向。

    Vistamaxx特種彈性體專門為無紡布紡粘加工工藝而設計，可提高無紡布的彈性。

    和泰創(chuàng)制“綠色TPE”　看好汽車產業(yè)應用

    由于塑料對環(huán)境影響的問題已受到全球關注，和泰公司計劃于未來配合“地球環(huán)境保護”的宗旨，發(fā)展具“綠色精神”之彈性料，包括無重金屬和無鹵素之無毒彈性料、可循環(huán)使用之可回收彈性料，以及對環(huán)境有利的簡易加工彈性料。

    和泰認為，TPE因其應用范圍廣、加工容易、可循環(huán)再造等特性，正日漸受到廣大用家的歡迎，在很多行業(yè)逐步取代傳統(tǒng)橡膠。TPE的應用領域常見于五金工具、文具、運動用品和玩具等方面，而在電線電纜、醫(yī)療器材等范疇也有廣泛的應用。另外，在建筑業(yè)方面，TPE逐步取代PVC的趨勢也不容忽視，現(xiàn)時有很多門框、窗戶密封條都已用上TPE。

   和泰利用TPE研制出一種稱為HAR的物料，適用于3C產業(yè)中的手機和對講機。該系列物料，具有極佳的手感與質感，又能提供適當?shù)姆勒鹦Ч�，在軟硬雙材料的粘結方面，更是其它材料所無法比擬的。

    HAR運用于軟硬雙材料的射出成型，不需經過粘合劑、溶劑等射出成型前的加工處理。要使雙材料射出成品達致完美效果，需要注意以下幾點：材料需經干燥以增加接著力；在設計產品模具時，增加軟硬材料的粘接面或特殊立體結構；提供足夠的接觸面熱量，使表面略呈熔融狀態(tài)。

    和泰相信，TPE在汽車制造業(yè)應大有作為，因為未來的汽車產業(yè)，在材料的選擇上，將特別強調其功能性，如質輕、抗震、耐沖擊等，同時還需符合環(huán)保概念，如降低污染、可供回收再利用等；TPE的特性正好符合這類要求。因此在天然橡膠及PVC被廣泛使用的汽車產業(yè)，TPE將有不少發(fā)揮的空間。

   �？松�美孚Vistamxx　提高無紡布彈性

   �？松�美孚化工公司開發(fā)了Vistamaxx特種彈性體產品系列兩個新牌號，是專門為無紡布紡粘加工工藝而設計的，可提高無紡布的彈性，為相關制造業(yè)提供了一種新選擇。

   Vistamaxx系列采用了�？松�美孚自有的Exxpol茂金屬催化技術和專有工藝。連同去年專門為滿足熔噴加工工藝的要求而開發(fā)的牌號，這兩個牌號豐富了公司的無紡布產品。

   埃克森美孚化工公司Vistamaxx特種彈性體產品經理喬治．里森說：“一般來說，無紡布的彈性可以通過復合技術或機械方法來實現(xiàn)。Vistamaxx的突破性在于這種聚合物自身就具有彈性性能，使其僅需要通過紡粘設備加工，就可直接獲得彈性無紡布產品�！�

   Vistamaxx 的兩個新牌號，分別為VM-2125和VM-2120。Vistamaxx VM-2125(熔體流動速率80，密度0.865)具有高彈性和低永久變形；Vistamaxx VM-2120 (熔體流動速率80，密度0.868)具有中高彈性和良好的回復特性。這兩種牌號均具有優(yōu)異的加工性。

   Vistamaxx 系列均可在絕大多數(shù)的紡粘生產線上生產無紡布產品，產品性能可以通過選擇樹脂紡絲操作條件和下游處理進行定制，從而獲得兼?zhèn)洳煌瑥椥砸约叭彳浶浴�懸垂性和耐磨性的無紡布產品。

   里森說，Vistamaxx不同于其它任何聚合物或者聚合物共混物。它除了可與眾多品種的聚合物兼容，還可以提高用戶產品的彈性、曲撓性、粘合性、柔軟性和韌性。

   諾譽化工TPU系列產品推動醫(yī)療市場應用

   諾譽化工是全球TPU的領先生產商。諾譽化工于2003年10月從VIASYS保健公司收購了一家美國特種熱塑性聚合物生產商Thermedics聚合物公司。這次收購極大地鞏固了諾譽在醫(yī)療設備市場的地位。諾譽商用主管譚慕飛表示：“亞洲的醫(yī)療設備市場正在積極地尋找替代PVC和其它塑料的產品。在過去十年，西方國家已經成功地運用脂肪族TPU來取代PVC�，F(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)亞洲的醫(yī)療生產商有了同樣的考慮，在醫(yī)療設備的生產中，對于脂肪族TPU的需求有了很大的增長。”

    軀體組織和血液對于植入醫(yī)療器材的彈性組件非常不利。此類組件必須能在人體體溫下長期承受不利的液相環(huán)境——血液和體液的腐蝕性生物化學成分令許多材料退化。同時，這些裝置必須能最大限度降低病人的并發(fā)癥。所用材料要最大限度地減小凝血、排斥反應、組織炎癥和有毒化學物質進入人體內，以滿足植入醫(yī)療器材的安全要求。此外彈性組件必須有足夠的強度，便于按照器械設計師的要求，制成體積小、形狀和尺寸精確的組件。例如：導液管在進入循環(huán)系統(tǒng)時，要盡可能地纖細，這是心血管診斷和臨床器械常見的應用。

    在醫(yī)療器材制造中，具有生物適應性和生物穩(wěn)定性的樹脂屬于非常關鍵的組件。諾譽化工提供的各種熱塑性聚氨酯可滿足醫(yī)用生物材料要求，已通過USP Class VI、MEM Elution和其它相關的測試（確定材料的生物適應性和生物穩(wěn)定性）。諾譽的TPU產品系列具有多種優(yōu)異特性，如：高拉伸強度（4000-10000psi），極限伸長率高（250%-700%），硬度范圍廣（肖氏硬度72A至84D），生物適應性好，在體內變軟，水解穩(wěn)定性好，耐磨性高，可用環(huán)氧乙烷和γ射線進行消毒處理等特點，并且具有優(yōu)異的熔融加工性能，適合擠壓成型、注射成型、涂層、以及熱成型等，已成為醫(yī)療應用中的首選材料之一。

   “T-JACK”是新材料在高爾夫球座的創(chuàng)新應用。這一應用得益于杜邦的熱塑性彈性體Hytrel®。
     杜邦Hytel®使高爾夫球座性能更佳

    “T-Jack”是一種創(chuàng)新的高爾夫球座。其底座穩(wěn)定且高度可調，這一產品采用了杜邦的熱塑性彈性體Hytel®，這一材料具有多項優(yōu)異的綜合性能。“T-Jack”可以承受多次擊打而不會損壞，并可以作為廣告宣傳使用。

     這一技術的發(fā)明者Dr Reinhold Grabosch熱衷于高爾夫運動，他說：“與傳統(tǒng)的塑料、木質或其它材料的球座比較，專利的‘T-Jack’具有更好的耐久性，并且不會損傷高爾夫球桿或者剪草機的刀刃。其重量只有2.4g，即使被球桿擊起，也不會飛得太遠，可以很容易地找回。因而可以減少每局比賽所需的球座數(shù)目，并可減少由于球座遺留所導致的環(huán)境問題�！�

    材料是由Grabosch和杜邦工程聚合物分銷商 Biesterfeld共同選定的，加工則由德國Rose塑料公司來完成�！拔覀冊囼灹硕喾N材料，包括聚乙烯、聚氨酯、聚甲醛、尼龍等，最終發(fā)現(xiàn)只有DuPont的 Hytrel®熱塑性彈性體可以經受最多次擊打而不會損壞。而且，這還是唯一能夠在需要的高度提供足夠強度而一旦球被擊出即迅速回復到原始位置的材料�！�

   “T-JACK”由兩部分組成，注塑成型底座和可分離的波紋管(bellows)，這一波紋管是擠出吹塑成型的。底座采用耐磨耐撕裂的Hytrel® 4068，表面可以印刷精美的文字或圖案。波紋管采用Hytrel® 4275，一種優(yōu)化的吹塑級材料。兩種材料均非常柔軟，因此即使球桿擊打到球座上也不會損壞球桿。

   由于采用組合結構，球座和波紋管可以根據(jù)不同公司的需要進行顏色搭配。Grabosch介紹說：“底座表面積有13cm2，有足夠的空間印刷必要的信息�？烧{性，非同尋常的設計，以及在運動過程中的重復使用性，使之還可成為向愛好高爾夫運動的特定群體傳遞廣告信息的良好途徑�！�
   “T-JACK”可以單獨調整到需要的高度，而且由于它只是簡單地平放在地面上而無需插入，因此在堅硬或松軟的地面均可使用。球形表面的可壓縮性，可以保證高爾夫球在球座上優(yōu)異的穩(wěn)定性。由于球座和波紋管可分離，用戶也可以選擇只使用球座，從而可在12mm-50mm之間自由調整球座的高度，既可滿足業(yè)馀玩家的需要，也可滿足專業(yè)玩家的要求。

    中國TPE市場與發(fā)展簡況

    TPE市場高速發(fā)展。中國作為TPE消耗的重要市場之一，產能、質量、品種、技術水平也在不斷提高或增多，但總體而言，與國外還有一定差距。

    汽車是TPE重要的應用領域之一。（相片提供Photo Courtesy：DuPont）

    TPE的品種多樣，發(fā)展較快的品種有聚烯烴熱塑性彈性體（TPO、TPV等）、苯乙烯類熱塑性彈性體（SBC，包括SBS、SIS、SEBS、SEPS等）、聚氨酯熱塑性彈場、技術與產能也獲得很大提高，并涌現(xiàn)出一批TPE生產、改性加工企業(yè)。

    TPO市場

    TPO可在近百種汽車配件中使用。目前國外每輛轎車上TPE的用量約為10KG。就EPDM/PP TPO而言，其性能與PU相近，但生產成本比PU低10% - 20%，用其制備的保險杠外表美觀，高速撞擊時不易破裂。

    近年來中國汽車工業(yè)高速發(fā)展。2004年中國汽車產量已達到507萬輛。未來幾年中國汽車工業(yè)還將保持較快的增長勢頭，預計2010年汽車產量將達到800萬輛。預計2005年中國汽車工業(yè)的EPDM/PP TPO的需求量將達到2.8萬噸左右。

    除汽車工業(yè)外，電線電纜行業(yè)也是TPO重要的消費領域，并具有較大的潛力。預計除汽車工業(yè)外，中國在其他領域的TPO消費量也將達到約1.5萬噸。

    預計2005年中國TPO市場的總需求將達到5.3萬噸。未來幾年，中國TPO的需求量將以10% - 15%的速度增長。

    目前，中國僅有幾套年產千噸級的TPO生產裝置，其產品主要為機械共混型TPO，國產TPO無論在質量、數(shù)量還是品種上都無法滿足市場需求，許多汽車用TPO仍依賴進口。

    TPV市場

    TPV是TPE中發(fā)展最快的品種。目前世界TPV的年需求量為15.89萬噸，預計2010年將達到45.4萬噸。北美TPV的年消耗量約占世界消耗量的5%，日本約占10%，預計到2010年北美和日本的消耗量占世界消耗量的40% - 60%，需求量將達到26萬噸。

    TPV著色工藝簡單，常用于汽車密封條的外裝飾，國內已有數(shù)家企業(yè)引進彩色TPV和橡膠共擠包覆密封條生產線。另外，在集裝箱和建筑領域，TPV密封條可替代橡膠密封條。

    目前國內TPV產量小，品種少，質量差，所用TPV主要依賴進口。2003年，在國產密封條中，TPO和TPV的消耗量約為1.5萬噸，其中TPV約為2500噸。

   SBC市場

   中國SBC年生產能力約為24萬噸。主要的生產廠家有巴陵石化合成橡膠廠、北京燕山石化合成橡膠廠、茂名石化乙烯工業(yè)公司等。盡管中國SBS的生產能力和產量有很大提高，但產品品種和產量仍不能滿足國內需求，預計2005年的進口量約在28萬噸。

   目前，中國SBS主要用于制鞋業(yè)、瀝青改性、樹脂改性及膠粘劑等方面，在醫(yī)用制品、家用電器、管帶及電線電纜等領域也有應用。預計2005年中國SBS的總需求量約為52萬噸。

   SIS市場

   2004年世界SIS的產能約為38萬噸，產量約為27萬噸，占SBC總產量的15% - 20%。SIS主要用于熱熔膠的生產。

   中國SIS的生產起步較晚。近年來膠粘劑產銷兩旺，國產SIS產量不能滿足需求，發(fā)展空間較大。2003年，中國SIS的消耗量為1.5萬噸，進口量約為1萬噸。針對國內SIS需求量增長的形勢，巴陵石化公司將在近年內建成3萬噸SEBS/SIS的生產裝置，使其SIS生產能力達到1萬噸以上。中國SIS品種較少，加快SIS升級產品的研發(fā)是增加SIS適用品種及提高產品質量的重要途徑。

   TPU市場

   TPU在多種領域廣泛應用。近年來，TPU的消耗量以年均10%的速率增長。

  目前，全球TPU總產能約為40萬t/a，年產量達到35萬t。中國臺灣省、歐洲及美國是傳統(tǒng)的TPU生產集中地。中國臺灣省共有TPU生產企業(yè)20家，總產能超過10萬t/a。

   近年來，在國內鞋類出口貿易和汽車工業(yè)等強勁拉動下，TPU生產呈現(xiàn)出快速增長的發(fā)展勢頭。除德國巴斯夫、美國諾譽等世界巨頭已在大陸建設大型生產裝置和研發(fā)中心外，中國臺灣地區(qū)的一些企業(yè)也加大了對大陸TPU行業(yè)的投資力度，如臺灣展宇聚氨酯（上海）有限公司正在上海松江建設1.8萬t/a TPU生產裝置，臺灣高鼎化學公司在江蘇昆山建設0.7萬t/a TPU生產裝置，臺灣三晃公司在廣東佛山建設0.75萬t/a TPU生產廠，均于年內投產。

   本土企業(yè)也加快了在TPU行業(yè)的進入和擴張速度。據(jù)統(tǒng)計，2004年僅浙江省投建的TPU生產裝置已有近30套，總產能約為3萬t/a；山東煙臺萬華股份有限公司已建成1萬t/a TPU生產線，2006年擬擴大到1.6萬t/a；吉林賽諾斯化工有限公司的0.6萬t/a TPU生產裝置擬于年內投產；江蘇昆山宇田樹脂有限公司0.7萬t/a TPU生產裝置正在加緊建設；江蘇沃斯汀股份有限公司已建成0.3萬t/a的TPU生產線；福建晉江引進的1.3萬t/a TPU生產線已投產。此外，廣東、上海、安徽和河南等省市的擴產也在不斷進行。

   2003年、2004年中國TPU產能分別為4.4萬t/a、6.1萬t/a，預計2005年、2006年將達到10.1萬t/a、12.3萬t/a。2004年中國對TPU的需求量已達到10萬t，其中來料加工約4萬t。

   中國TPU行業(yè)在纖維級、薄膜級、醫(yī)療級、高檔合成革、高檔鞋材、粉末涂料、復合管以及耐高溫、耐黃變、微發(fā)泡、高硬度TPU和TPU合金等高端產品的開發(fā)力度不斷加強，值得關注的TPU幾大新領域主要有：微發(fā)泡TPU片材、TPU發(fā)泡鞋底、汽車用零部件、輪胎等。在發(fā)達國家，載重車輛、叉車、礦山車基本采用TPU材料制成的實芯輪胎。