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TPE是近年來發(fā)展較快的一種新型高分子材料,它在世界范圍內(nèi)耗用量的增長速度遠遠高于通用橡膠品種。其原因是TPE兼有塑料和橡膠特性,可省去傳統(tǒng)硫化橡膠加工時所需的復雜硫化設備。因此,具有省資源、省能源及生產(chǎn)效率高的特點。加工廢料可以回收利用,有利于環(huán)境保護。因此各國都對TPE的開發(fā)與應用予以高度重視。90年代國外汽車上TPE用量增長較快,每輛車用量約10KG,占汽車用橡膠零件的10％。  

 TPE在汽車上的最大用途是密封條,因其具有與EPDM類似性能,耐撕裂強度優(yōu)于EPDM,并且在重量上輕于EPDM,這一點正適合于目前汽車工業(yè)提出的輕量化目標。另外,TPE在汽車膠管及其他零件中也有廣泛應用。據(jù)報道,日本三菱公司用SANTOPRENE做汽車后擋板擋風密封材料比用橡膠成本低5％~10％,而且還有提高材料回收利用率和耐久性等好處。隨著世界汽車工業(yè)的飛速發(fā)展,汽車的產(chǎn)量和消費量猛增,其結果是每年汽車的報廢量也大得驚人,歐、美等國都著手制訂法規(guī),強制性地要求汽車制造商采用可循環(huán)的材料,于是汽車用橡膠部件材料出現(xiàn)了TPE化趨向。 

 汽車中常用TPE品種及主要應用: 

汽車上常用的TPE品種:烯烴類(TPO)苯乙烯類(SBC)聚酯類(TPEE)聚氨酯類(TPU)。其主要用途:汽車保險杠、內(nèi)飾表皮材料、門窗密封條、擋泥板等。 

SBS用于改性塑料及瀝青、SIS用于膠粘劑等速萬向節(jié)護套、手制動滾輪具有優(yōu)良的耐磨性和耐彎曲疲勞性,可用于連接軸套、密封環(huán)及墊片等。 

目前在汽車制造業(yè)中使用最活躍的TPE是TPO,特別是在80年代出現(xiàn)動態(tài)硫化TPO,接著又開發(fā)出完全交聯(lián)的動態(tài)硫化TPO,由于其突出的機械性能、一定程度的耐油性和出色的耐老化性,它的應用越來越受到人們的重視。當前,TPO在汽車上用量最大的方面是用于制造保險杠和作為內(nèi)飾表皮材料。 

烯烴類TPE作為汽車內(nèi)飾表皮材料備受重視的原因是:①材料的密度小,一般為0.9G/CM3,較之常用的ABS/PVC輕量化22％~28％;②它不含增塑劑、不含氯元素、無污染,對窗玻璃的模糊度小;③耐熱性優(yōu)于ABS/PVC,使用溫度可達130℃;④可以回收再利用,有利于資源的循環(huán)。近期已開發(fā)出能夠真空成型的TPO片材,適用于儀表板的制造 

SBC類TPE與其他類TPE比較具有如下一些特點:這類材料的硬度可以做到耶爾A30~ 70,故可以制成性狀最接近于橡膠的制品;耐低溫性能優(yōu)良,和樹脂、瀝青的相容性好,十分適用于樹脂和瀝青的改性;耐水性、耐藥品性好,自從開發(fā)出加氫的SEBS和SEPS后,耐熱和耐老化性能有明顯的改善;粘接性能優(yōu)良,初粘力大。因此作為粘接密封劑(如膠粘帶、熱熔性粘接密封條等)、塑料改性劑(如抗沖聚苯乙烯HIPS、改性聚苯醚MPPO等),大量應用于汽車制造業(yè)。 

TPEE在汽車上的主要用途如下: 

①       等速萬向節(jié)護套:過去是用氯丁橡膠制造,由于其耐曲撓疲勞性較差,加上在高濕環(huán)境中使用時經(jīng)常發(fā)生破裂,更換新的護套很費力,浪費又大。改用TPEE后,材料的強度和耐久性均稱滿意,在整個汽車壽命時段內(nèi)可以不必更換新的護套。由于TPEE可以吹塑成型,生產(chǎn)效率大大提高,產(chǎn)品重量也比原來橡膠制造的輕。 

②       ②其他:轉(zhuǎn)向齒條護罩、懸掛護罩、變速箱操縱桿防塵罩等都可以用TPEE以吹塑成型方法制造;汽車上應用的各種連接軸套、手制動滑輪、防塵密封環(huán)等可以用TPEE材料以注射成型法制造,線束和電纜護套可以用TPEE以擠出成型法制造。 

熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)具有高強度、高耐磨、高彈性、耐老化、耐油脂等特點,在汽車零部件中的應用十分廣泛,如換檔拉桿手柄、各種聯(lián)軸節(jié)的軸套和墊圈、各種線束的接插件、螺旋伸縮電線、電纜護套、齒形帶、轉(zhuǎn)向拉桿的護套和墊片、懸掛聯(lián)結鉸鏈、液壓氣動懸掛隔膜、減震隔膜、彈簧限位塊等。 

TPU有聚酯型和聚醚型兩大類,一般說來,在耐磨性、耐熱性、動態(tài)負載能力、抗紫外線性等方面,聚酯型優(yōu)于聚醚型,但耐水性、抗生物性聚酯型不及聚醚型。碳酸酯型的抗微生物性能特優(yōu)。 

 TPE今后的發(fā)展 

 熱塑性彈性體在現(xiàn)階段雖然還不能全面取代傳統(tǒng)的硫化橡膠材料,但是它的應用近年來已有了長足的進展,特別是動態(tài)硫化技術的開發(fā),為其在汽車工業(yè)中的應用開拓了廣闊的前景。 

以TPE取代某些傳統(tǒng)的橡膠、塑料材料是符合當前汽車工業(yè)對控制噪聲、降低震動、輕量化、環(huán)保以及資源再生等一系列要求的。TPE作為一種后PVC材料(POST-PVC)將會在各個方面逐步取代柔性PVC,有文獻報道稱,2011年將有58％PVC會被TPE所取代,在汽車工業(yè)中也不例外。 

 預測 TPE今后的改進方向是:研發(fā)用茂金屬催化劑合成新的TPE材料;通過電子射線、放射線等后交聯(lián)技術提高TPE制品的性能;開發(fā)異種材料之間的復合成型技術,進一步完善水發(fā)泡成型技術;深入研究TPE材料與各種高分子材料的共混合金技術,包括各種增容技術和IPN、SEMI-IPN技術,為新材料的開發(fā)提供更廣闊的天地;研討TPE的配方技術;TPE納米復合材料的研發(fā);TPE材料的進一步有效回收和利用。