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TPU 和苯乙烯类 TPE 一样受热可以熔化,区别在于 TPU 的主链含氮,苯乙烯类 TPE的聚合物主体不含氮,但助剂可能带入氮,要结合红外光谱结果判断。交联之后,橡胶不再熔化,分析时的取样和处理方式也和 …

硅胶、TPE、TPU 和橡胶可以从主链结构上分开:硅胶的主链是硅氧键;热塑性弹性体(TPE)是一大类,苯乙烯类和烯烃类最常见,其中聚氨酯类就是热塑性聚氨酯(TPU),含氨基甲酸酯基团;橡胶则是交联后的生胶加填料。做成分分析时,先认主链,再看填料和助剂。

硅胶、TPE、TPU 和橡胶的成分有什么不同?

四类软材料的成分区别,首先在主链结构,其次在是否交联。日常说的硅胶多指硅橡胶,主料是聚二甲基硅氧烷这类以硅氧键为骨架的聚合物,和干燥剂里的硅胶颗粒不是同一种东西。硅橡胶里常加白炭黑补强,再加硫化剂让胶料交联成型,颜色靠色粉。

以苯乙烯类 TPE 为例,TPE成分通常由三部分组成:苯乙烯类弹性体、聚丙烯这样的塑料相,以及让材料变软的填充油。需要时还会加碳酸钙等填料和抗氧剂。TPE 受热能熔化、重新加工,这是 TPE 和交联橡胶的主要区别。

TPU 是聚氨酯类的热塑性弹性体,由软段和硬段组成,软段是聚酯或聚醚,硬段含氨基甲酸酯。TPU 和苯乙烯类 TPE 一样受热可以熔化,区别在于 TPU 的主链含氮,苯乙烯类 TPE 的聚合物主体不含氮,但助剂可能带入氮,要结合红外光谱结果判断。

硫化橡胶的主料是天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶等生胶,配上硫黄或过氧化物这样的硫化体系,再加炭黑、白炭黑等补强填料,以及增塑剂和防老剂。交联之后,橡胶不再熔化,分析时的取样和处理方式也和 TPE、TPU 不同。

硅胶材质鉴定和TPE成分分析一般用哪些方法?

常见做法是先用红外光谱认出材料大类,再用热重分析、气质联用等方法补全填料和小分子。橡胶鉴定有现行的国家标准 GB/T 7764-2017《橡胶鉴定 红外光谱法》,说明红外光谱是认橡胶种类的常规手段,这里只是说明这类方法有标准可依。

表里的方法一般组合着用,单看一项容易误判。比如硅胶里的白炭黑也含硅,只看硅元素分不清硅来自主链还是填料,要和红外光谱、裂解气质联用的结果对照。

软胶件的成分分析能查到哪一步,查不到什么?

成分分析一般能查到材料大类、主要填料和部分助剂,查不到的是工艺和精确比例。分析的对象只是送去的那份样品,样品状态不同,结果也不同:交联前后的胶料、老化前后的制品、表面带涂层或喷油的制件,得到的谱图都可能不一样。含量很少的痕量助剂,也可能在谱图里看不出来。

需要往下走到配方还原时,给出的是主要成分和大致配比,比例是估算。照着配方表生产,一般还要打样、反复调整,才能接近原样品的手感和硬度。

加料顺序、混炼或注塑的温度和时间、使用的设备,从成分上看不出来,而这些恰恰会影响软胶件最终的手感和回弹。所以成分分析结果更适合当作研发打样的起点,而不是现成的生产说明。

常见问题

只靠手感和外观,能分清硅胶和 TPE 吗?

只能做初步判断。同样柔软的制件,主料可能完全不同,表面处理还会改变手感。要确定是哪一类,还是要看主链结构的成分分析结果。

送去做成分分析之前,要先跟机构说清什么?

先说清想知道什么:只要认材料大类,还是要进一步拆出填充油、填料,甚至做配方还原。样品的状态也要讲明,比如是否已经硫化成型、表面有没有涂层或喷油。这些信息会决定取样和选用的方法。

查出来是 TPE,还能知道具体是哪一类吗?

一般可以分到苯乙烯类、烯烃类、聚氨酯类(即 TPU)或聚酯类这一层。具体到某个厂家的牌号,成分上通常看不出来。

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