• 熱塑性彈性體 (thermoplastic elastomer﹐elastoplastics) 簡稱 TPE﹐又稱熱塑性橡膠。
  • 指在常溫下具有硫化橡膠的性質(即彈性體的性質),在高溫下又可以塑化變形之高分子材料。
  • 具有加硫橡膠的性質,但加工過程無須硫化。因此TPE具有許多介於橡膠與塑膠中間的特徵。
  • 一般可用於PP、PE、PC、PS、ABS、Nylon等塑膠材料包覆結合,也可單獨成型。
  • 較傳統硫化橡膠更為快速的加工方式製造成品。

要具體描述熱塑性彈性體與一般塑膠的區別並不容易,較大的差異為熱塑性彈性體在常溫下 具有高伸長率、高回彈率、低壓縮永久變形率、及低脆化溫度等特性, 而一般的塑膠在受到應力之後則會產生永久變形或斷裂。

  1. 可用一般的熱塑性塑料成型機加工,不需要特殊的加工設備。
  2. 生產效率大幅提高,可直接用橡膠注塑機硫化。
  3. 易於回收利用,降低成本,生產過程中產生的廢料可直接再利用。
  4. 熱塑性彈性體大多不需要硫化或硫化時間很短,可以有效節約能源。
  5. 由於TPE兼具橡膠和塑料的優點,為橡膠工業開闢了更廣領域。
  6. 可用於幫助塑膠材料的增強,增韌改質。

常見TPU(熱塑性聚氨酯)、TPO(聚烯系彈性體)、TPV(動態加硫聚烯彈性體)、 TPS / TPR(聚苯乙烯系彈性體)、TPEE(聚醚酯彈性體)、TPA(聚醯胺系彈性體)。

因TPE 分子結構中具有剛性鏈段 (硬段)和柔性鏈段(軟段)。 前者主要影響產物的彈性﹑低溫性能以及硬度﹑撕裂強度﹑模量等﹔
後者則由於分子鏈間的氫鍵和易於形成晶區而產生輕度化學交聯和物理交聯。 因此不同類型的 TPE﹐其結構﹑性能﹑用途及生產方法均不同。

1. TPU(熱塑性聚氨酯)
熱塑性聚氨酯(Thermo Polyurethane)簡稱TPU。主要依其軟質段分聚醚系及聚酯系兩大系列,TPU在性能及加工上有以下主要特點:

優點:
  • 耐磨耗性為各類TPE中最大的。
  • 耐磨耗性為各類TPE中最大的。
  • 抗疲勞性、耐寒性、耐油性佳。
缺點:
  • 會有水解問題。
  • 耐候( 紫外線 )性不足。
  • 成品殘留應力大、易黏模。

2. TPO(聚烯系彈性體)
TPO的硬質段為PP或PE等聚烯,軟質為EPDM(三元乙丙膠)等橡膠,將兩者良好的混摻即得TPO。
TPO在性能及加工工藝上有以下主要特點:

優點:
  • 比重最小、價格低 。
  • 耐寒耐熱型、耐酸鹼性佳。
  • 耐候性、耐臭氧性、電氣絕緣性佳。
  • 加工性佳、易成型大型製品。
缺點:
  • 易受非極性溶劑,如汽油、芳香族溶劑侵蝕 。
  • 抗拉強度低(可以填料補強)。
  • 壓縮永久變形度大 。
  • 耐磨性及拉伸回彈性差。

3. TPV(動態加硫聚烯彈性體)
動態加硫聚烯彈性體(Thermoplastic Vulcanizate)簡稱TPV 。TPV可依硬質段與軟質段之種類與組合之不同,而有許多種類規格,但最具代表性的則是PP-EPDM系,TPV在性能及加工工藝上有以下主要特點:

優點:
  • 耐油性、耐候性及耐熱性佳。
  • 機械性質較TPO佳,且硬度較TPO低。
  • 壓縮永久變形量為TPE中最低。
  • 環保、無毒、可回收、可用於醫療器材。
缺點:
  • 無透明性。
  • 耐磨性較橡膠、TPU差。
  • 價格遠較TPO高。
  • 流動係數偏低,表面有時易有流痕。

4. TPS / TPR(聚苯乙烯系彈性體)
聚苯乙烯系彈性體(Thermoplastic Styrene)簡稱TPS或TPR,聚苯乙烯系彈性體可分為兩大類 為氫化的SBS與氫化的SEBS,SBS因分子中具有雙鍵結合,易受氧、臭氧、紫外線之影響,SEBS及SEPS因其分子為飽和鍵所以無此顧慮,TPS在性能及加工工藝上有以下主要特點:

優點:
  • 製成品的物性範圍廣,易加工。
  • 伸長率最高、回彈性最好。
  • 可充當許多工程塑料的相容劑及改性劑。
  • 接近橡膠及矽膠觸感,硬度為TPE中最低。
缺點:
  • 成品耐汙性、耐磨性、耐油性皆差。
  • 低硬度成品有時易出油。
  • SBS系列、耐熱、耐候性能差。
  • SEBS/SEPS系成品,不易印刷接著。

5. TPEE(聚醚酯彈性體)
聚醚酯彈性體(Thermoplastic Polyester Elastomer)簡稱TPEE,TPEE依分子構造不同,可分為: 聚酯-聚醚型 ; 聚酯-聚酯型 ; 液晶型TPEE-聚酯型,以上三種TPEE中,最常用且需求量最多的是聚酯-聚醚型TPEE,硬質段以PBT為代表,TPEE在性能及加工技術上有以下主要特點:

優點:
  • 耐熱性最高、耐荷重大、回彈性高。
  • 反覆疲勞特性優且性質強韌。
  • 低溫撓曲性較TPU更佳。
  • 耐油、耐藥品、耐化學溶劑性佳。
缺點:
  • 不易獲得低硬度製造。
  • 加工條件較窄,須較精密加工機器。
  • 價格昂貴。
  • 硬度比一般橡膠高。

6. TPA(聚醯胺系彈性體)
聚醯胺系彈性體(Thermoplastic Polyamide Elastomer)簡稱TPA,TPA是以聚醯胺為硬質段,Tg值低的聚醚或聚酯為軟質段,TPA在性能及加工工藝上有以下主要特點:

優點:
  • 良好加工成型性(尺寸安定性佳)。
  • 具尼龍般強韌性質及耐磨耗性。
  • 耐熱性、耐油性佳。
  • 低溫耐衝擊性佳。
缺點:
  • 價格昂貴。
  • 橡膠彈性不足。
  • 回收料易變色。
  • 易沸水水解。

TPE是Thermoplastic Elastomer的縮寫,TPR是Thermoplastic Rubber的縮寫,都是代表熱塑性彈性體材料,在各行業中,逐漸被廣泛使用,TPE也被稱作TPR,但由其定義而言,應稱為TPE較適當。