我们每天都因为不同的原因开发新型的TPE,比如供应商提供的新聚合物技术,消费者偏好的不断变化,以及最新出台的政府法规。根据您的应用或最终使用环境,您可能已经知道自己需要的是SBC改性料还是TPV,但是,该如何选择正确的牌号等级呢?
可以根据客户要求进行定制TPE,以满足极其广泛的性能要求,因此,选择合适的TPE是一件非常棘手的事,即使是专家也不例外!
我们通常会从列出应用要求着手,然后将其转化为材料要求。
此清单将指导您完成此过程
1. 选择TPE的意图:新等级或材料替换
重要的是要了解目前使用的材料,例如PVC或硅橡胶,甚至是另一种TPE,以及需要改进的地方或者是否有价格目标。
如果是TPE的全新应用,则注明所有功能或性能要求。
2. 制造工艺:适合加工工艺的配方
考虑零件的制造和装配方式。TPE配方可根据材料的加工方式进行调整,并可针对注塑、挤出或吹塑成型进行定制。
特种高流动性TPE是为具有薄、厚截面或严重凹陷的复杂零件而开发的。
如果需要将TPE包覆成型或共挤到另一种材料上,则必须了解该基材材料。与尼龙粘合良好的TPE不一定能粘附在聚碳酸酯上。
3. 成本目标:平衡价格和性能
选择材料时往往会涉及到成本目标,即每磅成本或每个零件成本。即使只是在心中做个估算也有助于做出决定。
4. 环境条件:用途和暴露的环境
产品是在室内还是室外使用,亦或是两者兼用?产品将暴露在什么温度下,是否需要耐化学性?例如,如果TPE将用于密封,是否需要承受负荷或反复弯曲?
考虑这些最终使用条件,以确定是否需要添加剂或特殊成分:
- 温度要求:最低和最高恒定使用温度,暴露在极端温度下的时间
- 暴露在紫外线或极端天气条件下
- 化学暴露:是否需要防溅性,或者部件是否会被浸没?暴露期间的温度?化学类型:酸、碱、油、清洁液等?
- 用途:部件是否会承受负载,是否需要反复弯曲或伸展?
5. 监管问题:行业和市场
无论您设计的是医疗器械还是管道密封件,都有适用的规则和法规,具体取决于行业和所在地区。可能需要进行的认证或额外测试也许会影响到TPE所用成分的选择。
请考虑以下几点:
- 电气/电缆 - 可能需要UL认证或列名,符合REACH SVHC要求
- 汽车 - OEM材料规格认证
- 消费品、家居用品、玩具 - 符合美国FDA食品接触指令,或欧洲食品接触指令(EU 1935/2004和PIM 10/2011)和玩具安全指令:2009/48/EC和EN-71-3
- 医疗与保健 - 符合ISO 10993-5标准的生物相容性配方
- 建筑和施工 - 获得NSF 51和NSF 61认证,可用于饮用水
6. 美观性和外观特性:确定外观和触感
TPE可根据特定的美观性要求进行定制,通常具有手感、光洁度和颜色等特点:
- 表面触感:
- 表面摩擦力强或有“抓握”触感
- 干燥或类似于硅胶的感觉
- 如丝般光滑或润滑爽滑
- 表面效果
- 有光泽(能够媲美PVC的高光泽度)
- 哑光(低光泽,橡胶般的外观和触感)
- 颜色
- 在“自然”形态下,TPE可以像有机玻璃一样透明、半透明或不透明,具体取决于配方
- TPE还可以定制颜色,或者在加工过程中在线着色。有些TPE比其他TPE更容易着色
7. 材料性能:属性优先
TPE的物理性能和热性能与其成分和制造方法直接相关。如果对硬度等特性或撕裂强度等性能有特殊要求,应在材料选择过程中尽早注意。
首先考虑以下因素:
- 硬度 - 虽然邵氏硬度A级最为常用,但TPE也可以用邵氏硬度OO、A或D级来测量,硬度范围涵盖超软凝胶(如鞋垫)到聚丙烯等硬塑料。
- 拉伸和回弹 - 顾名思义,TPE(热塑性弹性体)可以拉伸到其长度的两倍,然后再恢复到原来的形状。TPE的拉伸和“回弹”性能取决于其拉伸和延长特性。
- 压缩变形 - TPE部件是否需要承受负载,或长时间保持密封?在什么条件下,高温还是低温?压缩变形要求将决定选择哪种TPE系列。
- 耐磨性或抗磨损性 - 是一次性产品,还是需要长期反复使用的产品?TPE的“韧性”取决于其化学性质。
- 抗撕裂强度或抗穿刺性 - 考虑产品的使用方式,例如,对于婴儿产品,您需要具有抗咬合和抗撕裂性能的TPE。可以测量撕裂强度并优化TPE,以获得最大的抗撕裂和抗穿刺性能。
- 抗弯曲性 - TPE在使用过程中是否会弯曲?这可能会转化为弯曲模量要求,用于测量TPE的弯曲倾向。
- 与其他材料的粘附性 - TPE是否会在聚碳酸酯等硬质塑料(如电动工具手柄)上包覆成型?是否会与聚丙烯共挤以形成硬/软密封?在选择合适的TPE时,基底材料非常重要。
- 特殊要求 - 考虑TPE可能需要的任何特殊特征或属性。例如:
- 用于隔音的能量吸收
- 回收成分
- 矿物增强
- 适用于炎热、潮湿环境的抗菌性
背景介绍:大多数情况下,我会在工程转移的时候与品牌经理、工业设计师和设计工程师交谈,因为他们会在评估材料选项时确定具体的等级。了解到TPE配方的无限可能性,或者定制等级有多么容易时,他们会感到既高兴又惊讶。
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