为什么热塑性弹性体TPE耐热性不及橡胶

如题所述

第1个回答  2016-07-29
前段时间网上有条新闻是和这个相关的“商家竟用热塑弹性体冒充硅胶”。火哥针对这条新闻挺无语的,因为TPE并不是一款假冒的材料,和硅胶相比TPE有很多优点。但是在做蛋糕模具、蒸垫这样对耐热要求较高的地方确实和硅胶有些差距。
硅胶是行业出了名的耐高温橡胶,一些家用耐高温密封都是硅胶材料。比如高压锅密封圈,甚至一些新式厨具包胶的铲子也是利用硅胶包胶的。这个是TPE等热塑性材料无法比拟的。
大家都知道苯乙烯类的弹性体TPE/TPR都是不耐高温的,在高温时总是弹性丧失非常严重。今天主要给大家讲一下什么情况下弹性会丧失。
其实说到弹性,就要讲下弹性是如何产生的。
弹簧产生形变才能表现出他的弹性,而产生形变需要将弹簧两段固定住,或拉伸或压缩或弯曲。不论是哪种形变,都需要弹簧的两段固定住才可以。而弹性体之所以有弹性也是如此。
我们拿SBS SEBS举例子。
SBS SEBS之所以是三嵌段,而且两端是硬段PS段,就是因为PS段可以相互集结在一起,产生物理交联,就像两个冰块之间连着很多弹簧一样。这个物理交联并不是很牢固,达到一定温度之后硬段会无法保持足够的凝聚力,就像冰块融化了一样。硬段丧失了支撑能力就丧失了硬段的作用了。

而SBS SEBS的硬段PS段软化点在100℃左右,而在100℃之前PS的凝结力其实已经大幅下降了,所以弹性体很少能耐高温超过100℃,在100℃时候TPE就会变成橡皮泥一样。
为什么橡胶可以耐高温呢?因为橡胶的支撑点不是物理交联的PS段,而是化学交联。硫化产生的化学交联不论是强度,稳定性,耐高温等都比物理交联要好。但是化学交联无法解开,就无法二次利用了,便成了热固性的材料。
今天主要说橡胶耐高温的原因。
材料为了保持强度,分子之间是有作用力的,这个力我们成范德华力,包括分子链间的万有引力、电荷的吸引力等,正式这个力量,我们热塑性的材料才会有强度。但是热固性的材料,在每个分子链之间的作用力不是范德华力,而是化学键。
化学键的强度肯定是远远大于范德华力的强度,而且破坏化学键所需要的能量也远远大于破坏范德华力所需要的能量。所以一般硫化橡胶的强度都大于TPE,而且耐热性也比TPE要好很多。
但是有些朋友就问了,破坏化学键的能量大于范德华力,那也是说是可以破坏的。的确如此,但是破坏分子链之间交联的化学键同时,其他分子主链的化学键也被破坏了,而发生这种情况最常见的原因就是——燃烧!之后就是小分子了。
当我们把热塑性和弹性两种优点结合在一起的时候,不要忘了,一些其他的优良性能也都被摧毁了。世上没有完全的1+1>2,只有局部的1+1>2。本回答被提问者采纳

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