一系列通过辐照交联的热塑性弹性体（TPE）改善了高温下的热机械性能和耐化学性。这些材料可以很容易地通过注塑成型和挤压成型制成薄壁零件和管材，以及电线和电缆涂层。
本文概述了这些TPE系列、市场及其使用情况。回顾了辐照交联工艺的优势以及对塑料和弹性体的改进，特别是对COPA系列热塑性塑料的改进。
TPE概述
TPE是一种独特的合成化合物，结合了橡胶的部分特性和热塑性塑料的加工优势。它们由多个系列组成，其中大部分列在表1中。
表I. 不同TPE系列的性能特点。
像橡胶一样，TPE的关键特性是硬度和刚度或柔韧性。各个系列在这些特性上是相互重叠的。TPU、COPE和COPA提供了可用的最高硬度和刚度等级。因此，它们有时被称为工程TPE。这组材料也是更昂贵的，通常用于高端市场。
TPO系列。热塑性聚烯烃（TPO）弹性体是由各种聚烯烃树脂的机械混合物组成。这些混合物的成分很容易获得，而且价格相对便宜。它们已经在要求不高的大批量领域中得到应用，如电线和电缆护套。
最近，一组柔性聚烯烃被添加到该组别中。它们有时被称为FPO或POE。这些柔性聚烯烃是原位制备的，不同于物理共混物，这些材料直接来自于反应器，可随时进行挤压或注塑成型。这些POE中有许多都是基于茂金属催化剂技术。它们已经在软包装、树脂改性、医疗管材和血袋中得到应用。
SBC系列。SBC系列，或苯乙烯类热塑性弹性体，代表了在1960年代中期推出的一类弹性体。其中最著名的SBC弹性体是SBS和SEBS，SIS弹性体也是该系列的一员。苯乙烯类热塑性弹性体因其结构而获得热塑性特性。这是由于SBC是复相组合物，其中各相通过嵌段共聚化学键合。在所有情况下，至少有一个相是室温下为硬相的苯乙烯聚合物。另一相是类似橡胶的材料，在室温下是软的。
苯乙烯相的比例控制着该系列的硬度和刚度特性。这种嵌段共聚物中苯乙烯相的比例越大，产品的硬度和硬度就越高。软链段的选择将控制其耐化学性和热性能。聚丁二烯SBS和聚异戊二烯SIS的结构中存在不饱和度，这导致了较差的耐化学性和更低的热氧化性。聚乙烯-丁烯（SEBS）是饱和的，因此表现出更好的耐化学性和热稳定性。SBC热塑性弹性体已在医疗市场等许多市场中得到广泛应用。
TPV系列。TPV弹性体合金由塑料和橡胶的混合物组成，其中橡胶相是硫化或交联的。塑料相通常是聚烯烃；最常见的是聚丙烯。然而，也可以用其他各种热塑性塑料制造TPV。已使用的一些材料包括尼龙、SAN、ABS、丙烯酸酯、聚酯、聚碳酸酯和苯乙烯。橡胶相通常是EPR或EPDM橡胶。其他已使用的橡胶包括亚硝酸盐、SBR、聚丁二烯、丁基和CPE。
最终产品是在动态硫化混合过程中生成的。在这种情况下，橡胶相的硫化发生在与热塑性树脂的塑炼过程中。这一过程提供了一种有用的弹性体合金，它不但具有硫化橡胶的特性，还具有热塑性塑料的加工特性。重要的是，在整个塑炼工序中混合是连续的，否则可能会产生热固性材料。
TPU系列。热塑性聚氨酯弹性体包括两种类型：聚酯和聚醚。聚酯基TPU的通常具有更好的物理性能、氧化稳定性和耐油性。而聚醚基TPU在相似硬度下表现出更好的低温性能、水解稳定性和抗微生物侵蚀性。TPU以其固有韧性而闻名，具有出色的耐磨性和抗撕裂性。
医疗应用是TPU增长最快的市场领域之一。针对该市场也已经开发了一些新的脂肪族专用牌号。该领域的应用包括心血管导管和血管移植物。其他医疗应用包括血袋、静脉注射器和生物隔离敷料。
COPE系列。COPE被认为是工程热塑性弹性体，因为它们出色地结合了高强度、弹性和动态性能，并且还表现出高耐热性和耐化学性。
COPA系列。COPA系列，或聚醚嵌段酰胺弹性体，是基于尼龙12和聚醚的嵌段共聚物。通过聚酰胺和聚醚嵌段的适当组合，可以提供各种性能特点的广泛牌号。该系列的特点是硬度和柔韧性。嵌段共聚物中尼龙12的含量越高，硬度和刚度就越高。由于成本的原因，COPA一直仅限于利基市场。在医疗市场上，它们正寻求用于各种类型的导管。
聚合物辐照的优点
在1950年代初，人们开始对使用高能辐射来引发聚合和通过交联来改性聚合物的潜在用途产生兴趣。通过将固体聚合物受控暴露于高能辐射下，从而在固态下引起化学反应的能力创造了一个全新的行业。该行业催生了热缩管和一系列小众电线和电缆等产品。
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