淺談多材料模塑熱塑彈性體

多材料模塑的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)合了兩個(gè)或更多的組分，因此節(jié)省了組裝費(fèi)用。一些制造商反映節(jié)省幅度可達(dá)25%。因?yàn)楦咝阅艿臒崴苄詮椥泽w日益普及，正在為更廣范圍的產(chǎn)品提供各種功能。作為對(duì)我近期的一個(gè)欄目（利用多材料注模的優(yōu)點(diǎn)）的跟蹤，這個(gè)欄目將分析熱塑性彈性體的不同類型以及優(yōu)點(diǎn)。

    熱塑性彈性體的類型

    在多材料模塑中，熱塑性彈性體有4個(gè)基本的類型：

    苯乙烯嵌段共聚物（SBC）

    熱塑性硫化膠（TPV）

    熱塑性聚氨酯（TPU）

    共聚多酯（COPE）

    苯乙烯共聚物是最低價(jià)的熱塑性彈性體并且是應(yīng)用最廣泛的。它們是嵌段共聚物，由硬聚苯乙烯鏈段制成，與矩陣柔性鏈段（如聚丁二烯、聚異戊二烯、乙丙膠或苯乙烯）互相聯(lián)接。這些材料的抗拉強(qiáng)度很低，但是伸長(zhǎng)強(qiáng)度高于丁苯橡膠或天然橡膠。苯乙烯彈性體可防水、酒精并稀釋堿和酸。苯乙烯嵌段共聚物應(yīng)用于消費(fèi)品領(lǐng)域，如動(dòng)力工具的手柄、廚房用具、電器旋鈕、手機(jī)、尋呼機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理和各種汽車零部件，包括手柄、旋鈕和{氣袋門罩}。

    熱塑性硫化膠在聚烯烴、尤其是乙丙膠二烯系單體（EPDM）和聚丙烯的連續(xù)階段是精細(xì)分散的高硫化橡膠。橡膠的硫化等級(jí)和分散細(xì)度對(duì)于熱塑性硫化膠的性能來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。它們的典型物理性能即耐熱性、耐久性、耐化學(xué)物質(zhì)和耐油性。熱塑性硫化膠的應(yīng)用包括汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)風(fēng)道、螺紋管、恒速萬(wàn)向節(jié)罩和{氣袋門罩}，還有工業(yè)用墊圈、密封件、泵墊環(huán)和連接軟管。

    熱塑性聚氨酯彈性體是第一個(gè)能夠運(yùn)用熱塑性工藝加工的彈性體。有聚酯和聚醚兩種類型。聚酯型具有較高的機(jī)械性能。聚醚型比聚酯型具有較好的水解穩(wěn)定性和低溫韌性。聚氨酯橡膠具有良好的耐磨性。添加劑可以提高耐候性、尺寸穩(wěn)定性和耐熱性，減少摩擦或增加阻燃性。它們?cè)诟饔捕鹊燃?jí)產(chǎn)品中具有很廣泛的應(yīng)用，涉及汽車密封件和墊圈、穩(wěn)定桿套、醫(yī)用導(dǎo)管、起博器和人造心臟裝置、手機(jī)天線、齒輪、滑輪、鏈輪、滑槽襯里、紡織機(jī)械部件、腳輪、墊圈、隔膜、聯(lián)軸器和減振部件。

    共聚多酯彈性體具有良好的動(dòng)態(tài)性能、高模數(shù)、高伸長(zhǎng)和撕裂強(qiáng)度，還有在高溫和低溫條件下具有良好的抗撓屈疲勞性。通過(guò)組合紫外線穩(wěn)定劑或炭黑可以提高耐候性。耐無(wú)氧化酸性、一些脂族烴、芳烴燃料、堿性溶液、液壓流體的性能表現(xiàn)為良好甚至優(yōu)異。然而，無(wú)極性材料，如強(qiáng)無(wú)機(jī)酸和堿、氯化溶劑、苯酚類和甲酚會(huì)使聚酯降解。共聚多酯在一般情況下比熱塑性彈性體昂貴，應(yīng)用于彈性聯(lián)軸器、隔膜、齒輪、波紋管墊環(huán)、保護(hù)套、密封件、運(yùn)動(dòng)鞋鞋底、電氣接頭、扣件、旋鈕和襯套中。

    應(yīng)用需求

    熱塑性彈性體超量模鑄最關(guān)鍵的因素就是各種材料之間的粘附。粘結(jié)的質(zhì)量取決于使用的材料、底層冷卻時(shí)間、熱塑性彈性體注塑速度和固定壓力。一般原則是，{當(dāng)熱塑性彈性體在足以保證把模完全擠出的溫度和壓力下模注時(shí)，粘著力最強(qiáng)}。熱塑性彈性體供應(yīng)商提供了各式各樣的材料以優(yōu)化在多材料加工和嵌件成型時(shí)底層的粘著力。

    未來(lái)發(fā)展

    熱塑性彈性體應(yīng)用的發(fā)展為供應(yīng)商提供了機(jī)會(huì)，使之能繼續(xù)開(kāi)發(fā)能夠?yàn)樘囟?shù)脂（如尼龍（聚酰胺））提供高粘著等級(jí)，同時(shí)提供高流動(dòng)性、高耐熱性，高彈性和高耐損性的產(chǎn)品。為了在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙市場(chǎng)得到應(yīng)用，正在推出在硅酮和腈基礎(chǔ)上形成的熱塑性彈性體。一家美國(guó)的供應(yīng)商-伊利斯諾州GLS Corp. of McHenry公司引進(jìn)了一種“通用超量模鑄熱塑性彈性體合金，在多材料模塑和嵌件成型中，可以粘附在最硬質(zhì)的塑料基底，包括ABS、COPE、高沖擊強(qiáng)度聚苯乙烯、聚碳酸酯、PC/ABS混合物、聚苯乙烯和均勻的HDPE。為了特定應(yīng)用，在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的早期盡早聯(lián)系熱塑性彈性體供應(yīng)商有助于縮短生產(chǎn)周期并提供最好的性能。

    福特野馬實(shí)例

    2005年福特野馬跑車就采用了多材料模塑，全塑料“封板”，代替了傳統(tǒng)的橡膠-金屬承重“觸發(fā)”板。（“封板”關(guān)閉敞篷和{金屬板后夾板}之間的間隙。在以前的設(shè)計(jì)中，敞篷接觸到金屬板，叫做觸發(fā)板）。

    多塑料注模部件由35%玻璃態(tài)尼龍和Zeon Chemicals LP.公司的塑性硫化膠材料經(jīng)超量模鑄組成。制造塑性硫化膠以優(yōu)化對(duì)尼龍的粘著力，滿足了長(zhǎng)期暴曬下保持粘著力的關(guān)鍵要求。結(jié)果是在保持結(jié)構(gòu)剛度和減少成本的同時(shí)，配平板從視覺(jué)上看與野馬其它密封件的流線和外觀相配，這是超量模鑄優(yōu)點(diǎn)的又一例證。