凝胶的存在对TPE\TPR的性能具有显著影响。TPE\TPR中凝胶过多可能会带来以下危害:
影响物理性能:
如果凝胶与TPE基体之间的相容性良好,且凝胶含量适中,那么它可能会增强TPE\TPR的拉伸性能,但凝胶过多可能导致TPE的拉伸强度、断裂伸长率等力学性能下降,更容易发生断裂或变形。
降低加工性能:
凝胶部分由于其较高的交联度或聚集度,往往具有较高的熔点和粘度。这会导致在加工过程中,凝胶部分难以均匀分散在TPE基体中,从而影响TPE的加工流动性。
凝胶过多还可能导致注塑成型时模具填充不均匀,产生缺胶、气泡等缺陷。
影响外观和手感:
凝胶部分在TPE\TPR中可能形成可见的颗粒或团块,影响造粒外观质量。凝胶过多还可能导致TPE产品的表面粗糙度增加,手感变差。
缩短使用寿命:
凝胶部分由于其特殊的结构,往往更容易受到外界环境的影响,如氧化、水解等。这会导致TPE\TPR材料在使用过程中更容易发生老化、降解等现象。
二、TPE凝胶形成原因
TPE\TPR原料中凝胶含量过高:
在SEBS、SBS的加工和储存过程中,S与EB或B段可能会受到外部条件的影响而发生交联或聚集,从而形成凝胶。
TPE\TPR加工不当产生凝胶:
温度:高温条件下,SEBS分子链的运动加剧,可能导致链段之间的交联反应增加,从而形成凝胶。
剪切力:在加工过程中,剪切力的作用可能会破坏SEBS分子的原有结构,使其发生交联或重排,进而形成凝胶。
材料在加工设备停留时间:停留时间过长,可能导致交联反应的发生和凝胶的形成。
TPE\TPR配方不当产生凝胶:
增塑剂等影响:SEBS在与其他材料(如增塑剂、填充剂、颜料等)混合使用时,这些材料可能会与SEBS分子发生相互作用,从而影响其分子结构和凝胶的形成。增塑剂可能会促进SEBS分子链之间的交联反应,导致凝胶含量的增加。
三、如何把控TPE\TPR制备过程中的凝胶含量
对原料凝胶含量进行测试:
选择适当的溶剂,如氯仿或苯等,将研磨成粉末的SEBS、SBS加入溶剂中,进行加热、搅拌,使油相与凝胶相充分分离,将混合物倒入离心管中,进行离心分离。
分别测量离心后上层油相和下层凝胶相的体积,计算出凝胶相的体积分数。凝胶含量可以通过以下公式计算:凝胶含量(%)=(凝胶相体积/总混合物体积)×100%。
如实测凝胶含量超出标准,需要更换原料。
改进TPE\TPR加工工艺和配方:
精确配料与混合:在混合过程中,确保原材料充分混合均匀,避免出现局部浓度过高或过低的情况,以减少凝胶的形成。
控制加工参数:严格控制温度、压力、速度等工艺参数。过高的温度和压力可能导致原材料中的某些成分发生降解或交联反应,从而形成凝胶。
优化挤出和注塑技术:在挤出和注塑中,确保TPE\TPR原料在加工过程中保持良好的流动性和成型性能。
优化配方:配方中如有邻苯二甲酸酯(PAEs)、脂肪酸酯类、环氧化合物等增塑剂,与SEBS、SBS混合使用时,可能会引发分子链的交联反应,导致凝胶的形成;可选择与之相容性好的增塑剂,如DBP、DOP、DOS、DOA、ATBC、TCP等,在保证性能的前提下,尽量减少增塑剂的用量。填充剂可选相容性较好碳酸钙、滑石粉、硅灰石等。
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