熱塑性彈性體應(yīng)用領(lǐng)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(yīng)用范圍甚廣。熱塑性彈性體與其它材料的有機(jī)結(jié)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(yīng)商開發(fā)新材料時關(guān)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(shè)計，可提高無紡布的彈性。

    和泰創(chuàng)制“綠色TPE”　看好汽車產(chǎn)業(yè)應(yīng)用

    由于塑料對環(huán)境影響的問題已受到全球關(guān)注，和泰公司計劃于未來配合“地球環(huán)境保護(hù)”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(rèn)為，TPE因其應(yīng)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(yīng)用領(lǐng)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(yīng)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(chǎn)業(yè)中的手機(jī)和對講機(jī)。該系列物料，具有極佳的手感與質(zhì)感，又能提供適當(dāng)?shù)姆勒鹦Ч�，在軟硬雙材料的粘結(jié)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(jīng)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(dá)致完美效果，需要注意以下幾點：材料需經(jīng)干燥以增加接著力；在設(shè)計產(chǎn)品模具時，增加軟硬材料的粘接面或特殊立體結(jié)構(gòu)；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(yīng)大有作為，因為未來的汽車產(chǎn)業(yè)，在材料的選擇上，將特別強(qiáng)調(diào)其功能性，如質(zhì)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(chǎn)業(yè)，TPE將有不少發(fā)揮的空間。

   埃克森美孚Vistamxx　提高無紡布彈性

   埃克森美孚化工公司開發(fā)了Vistamaxx特種彈性體產(chǎn)品系列兩個新牌號，是專門為無紡布紡粘加工工藝而設(shè)計的，可提高無紡布的彈性，為相關(guān)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(shù)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(chǎn)品。

   �？松�美孚化工公司Vistamaxx特種彈性體產(chǎn)品經(jīng)理喬治．里森說：“一般來說，無紡布的彈性可以通過復(fù)合技術(shù)或機(jī)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(shè)備加工，就可直接獲得彈性無紡布產(chǎn)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(fù)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(chǎn)線上生產(chǎn)無紡布產(chǎn)品，產(chǎn)品性能可以通過選擇樹脂紡絲操作條件和下游處理進(jìn)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(chǎn)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(chǎn)品的彈性、曲撓性、粘合性、柔軟性和韌性。

   諾譽(yù)化工TPU系列產(chǎn)品推動醫(yī)療市場應(yīng)用

   諾譽(yù)化工是全球TPU的領(lǐng)先生產(chǎn)商。諾譽(yù)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(chǎn)商Thermedics聚合物公司。這次收購極大地鞏固了諾譽(yù)在醫(yī)療設(shè)備市場的地位。諾譽(yù)商用主管譚慕飛表示：“亞洲的醫(yī)療設(shè)備市場正在積極地尋找替代PVC和其它塑料的產(chǎn)品。在過去十年，西方國家已經(jīng)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(chǎn)商有了同樣的考慮，在醫(yī)療設(shè)備的生產(chǎn)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(xué)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(yīng)、組織炎癥和有毒化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入人體內(nèi)，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(qiáng)度，便于按照器械設(shè)計師的要求，制成體積小、形狀和尺寸精確的組件。例如：導(dǎo)液管在進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)時，要盡可能地纖細(xì)，這是心血管診斷和臨床器械常見的應(yīng)用。

    在醫(yī)療器材制造中，具有生物適應(yīng)性和生物穩(wěn)定性的樹脂屬于非常關(guān)鍵的組件。諾譽(yù)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(guān)的測試（確定材料的生物適應(yīng)性和生物穩(wěn)定性）。諾譽(yù)的TPU產(chǎn)品系列具有多種優(yōu)異特性，如：高拉伸強(qiáng)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(yīng)性好，在體內(nèi)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(jìn)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(yīng)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(yīng)用。這一應(yīng)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(diào)，這一產(chǎn)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�！癟-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(shù)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(zhì)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(jī)的刀刃。其重量只有2.4g，即使被球桿擊起，也不會飛得太遠(yuǎn)，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(dǎo)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。“我們試驗了多種材料，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(jīng)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(qiáng)度而一旦球被擊出即迅速回復(fù)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(jié)構(gòu)，球座和波紋管可以根據(jù)不同公司的需要進(jìn)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{(diào)性，非同尋常的設(shè)計，以及在運動過程中的重復(fù)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(diào)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(diào)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(chǎn)能、質(zhì)量、品種、技術(shù)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(yīng)用領(lǐng)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(shù)與產(chǎn)能也獲得很大提高，并涌現(xiàn)出一批TPE生產(chǎn)、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(chǎn)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(chǎn)量已達(dá)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(yù)計2010年汽車產(chǎn)量將達(dá)到800萬輛。預(yù)計2005年中國汽車工業(yè)的EPDM/PP TPO的需求量將達(dá)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(lǐng)域，并具有較大的潛力。預(yù)計除汽車工業(yè)外，中國在其他領(lǐng)域的TPO消費量也將達(dá)到約1.5萬噸。

    預(yù)計2005年中國TPO市場的總需求將達(dá)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(chǎn)千噸級的TPO生產(chǎn)裝置，其產(chǎn)品主要為機(jī)械共混型TPO，國產(chǎn)TPO無論在質(zhì)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(jìn)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(yù)計2010年將達(dá)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(yù)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(dá)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(nèi)已有數(shù)家企業(yè)引進(jìn)彩色TPV和橡膠共擠包覆密封條生產(chǎn)線。另外，在集裝箱和建筑領(lǐng)域，TPV密封條可替代橡膠密封條。

    目前國內(nèi)TPV產(chǎn)量小，品種少，質(zhì)量差，所用TPV主要依賴進(jìn)口。2003年，在國產(chǎn)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(chǎn)能力約為24萬噸。主要的生產(chǎn)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(chǎn)能力和產(chǎn)量有很大提高，但產(chǎn)品品種和產(chǎn)量仍不能滿足國內(nèi)需求，預(yù)計2005年的進(jìn)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(lǐng)域也有應(yīng)用。預(yù)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(chǎn)能約為38萬噸，產(chǎn)量約為27萬噸，占SBC總產(chǎn)量的15% - 20%。SIS主要用于熱熔膠的生產(chǎn)。

   中國SIS的生產(chǎn)起步較晚。近年來膠粘劑產(chǎn)銷兩旺，國產(chǎn)SIS產(chǎn)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(jìn)口量約為1萬噸。針對國內(nèi)SIS需求量增長的形勢，巴陵石化公司將在近年內(nèi)建成3萬噸SEBS/SIS的生產(chǎn)裝置，使其SIS生產(chǎn)能力達(dá)到1萬噸以上。中國SIS品種較少，加快SIS升級產(chǎn)品的研發(fā)是增加SIS適用品種及提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要途徑。

   TPU市場

   TPU在多種領(lǐng)域廣泛應(yīng)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(chǎn)能約為40萬t/a，年產(chǎn)量達(dá)到35萬t。中國臺灣省、歐洲及美國是傳統(tǒng)的TPU生產(chǎn)集中地。中國臺灣省共有TPU生產(chǎn)企業(yè)20家，總產(chǎn)能超過10萬t/a。

   近年來，在國內(nèi)鞋類出口貿(mào)易和汽車工業(yè)等強(qiáng)勁拉動下，TPU生產(chǎn)呈現(xiàn)出快速增長的發(fā)展勢頭。除德國巴斯夫、美國諾譽(yù)等世界巨頭已在大陸建設(shè)大型生產(chǎn)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(shè)1.8萬t/a TPU生產(chǎn)裝置，臺灣高鼎化學(xué)公司在江蘇昆山建設(shè)0.7萬t/a TPU生產(chǎn)裝置，臺灣三晃公司在廣東佛山建設(shè)0.75萬t/a TPU生產(chǎn)廠，均于年內(nèi)投產(chǎn)。

   本土企業(yè)也加快了在TPU行業(yè)的進(jìn)入和擴(kuò)張速度。據(jù)統(tǒng)計，2004年僅浙江省投建的TPU生產(chǎn)裝置已有近30套，總產(chǎn)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(chǎn)線，2006年擬擴(kuò)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(chǎn)裝置擬于年內(nèi)投產(chǎn)；江蘇昆山宇田樹脂有限公司0.7萬t/a TPU生產(chǎn)裝置正在加緊建設(shè)；江蘇沃斯汀股份有限公司已建成0.3萬t/a的TPU生產(chǎn)線；福建晉江引進(jìn)的1.3萬t/a TPU生產(chǎn)線已投產(chǎn)。此外，廣東、上海、安徽和河南等省市的擴(kuò)產(chǎn)也在不斷進(jìn)行。

   2003年、2004年中國TPU產(chǎn)能分別為4.4萬t/a、6.1萬t/a，預(yù)計2005年、2006年將達(dá)到10.1萬t/a、12.3萬t/a。2004年中國對TPU的需求量已達(dá)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(fù)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(chǎn)品的開發(fā)力度不斷加強(qiáng)，值得關(guān)注的TPU幾大新領(lǐng)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(dá)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。