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1. 热塑性聚酯醚弹性体技术资料 苏州市山花塑胶模具有限公司 SUZHOU CITY SHANHUA PLASTIC&MOULD CO.,LTD. 00/11

2. 产品介绍 SKYPEL为韩国SKChemicals之热塑性 聚氨酯之注册商标。SKYPEL为结合工 程塑料及橡胶特性之高性能弹性体，能 为传统及工程塑料创出新的应用领域。 SKYPEL属于高性能级之工程橡胶，可 以加工成广泛的产品：从注塑成型之精 密零件到挤出成型之压延片。SKYPEL 以其优异的性能及加工性而而可取代如 CR、TPVC、TPO及TPU等 材料 （表1）。 卓越的性能 SKYPEL 结合了高级工程塑料及弹性体 之优异特性，其卓越性能包括： 1. 广泛的硬度范围 2. 无与伦比的韧度及回弹性 3. 对于蠕变、应力冲击、挠曲疲劳有 优异的阻抗力 4. 高温时仍可保持相当的物理性能 5. 耐油、脂及多种化学溶剂及工业化学品 6. 低温挠曲性能优异 产品结构 SKYPEL 是由硬质结晶相之聚对苯二甲酸丁 二醇酯（ PBT ）及软质非结晶相之长链聚 醚对苯二甲酸乙二醇酯结合之嵌段共聚物。 硬质段由结晶相形成网状结构而成，而软质 段则充填其中。软质段提供了 SKYPEL 之 挠曲性，而硬质段则将结构连接起来以增加 强度，并于材料变形时提供回弹力。两个区 段的比例决定SKYPEL 的硬度、模量、熔点 及抗化学性能。 SKYPEL主要有两系列规格：SKYPEL G及SKYPEL P：SKYPEL G为高性能产品（高回弹力，抗挠曲疲劳及优异机械性能），SKYPEL P为注塑成型之较短循环时间专用之经济型产品。 产品说明 SKYPEL为圆型颗粒，包装于25公斤之 防潮多层纸袋。 G 1 55 D 硬度 系列号 TPEE型号 表1 各弹性体属性 SKYPEL TPU TPO TPVC SBS 比重 1.07 ~1.27 1.05 ~1.23 0.88 ~0.91 1.20 ~1.40 0.94 ~0.95 硬度 83 A ~80 D 75 A ~75 D 61 A ~60 D 40 A ~90 A 58 A ~90 A 拉伸强度 220 ~500 210 ~530 30 ~200 70 ~210 150 ~300 伸长率 320 ~900 350 ~700 240 ~980 200 ~450 720 ~1200 撕裂 强度 优良 优良 一般 良好 一般 耐磨耗强度 良好 优良 较差 一般 一般 抗挠曲 疲劳度 优良 良好 一般 一般 一般 耐热性 优良 一般 良好 较差 较差 低温挠曲性 优良 良好 良好 较差 较差 抗化学性 优良 良好 较差 一般 较差

3. 产品性能 硬度 SKYPEL 之邵氏硬度从30 D 到80 D 。SKYPEL 弥补了橡胶材料与可塑性材料的空档（如图1） 回弹力 聚酯弹性体SKYPEL 在所有的弹性体中具有最高的回弹力。回弹力的大小从SKYPEL30 D的硬度规格超过70%垂直回弹到55 D硬度规格的55%。 图1. 硬度范围 橡胶 SKYPEL 塑料 20 30 40 50 60 70 80 90 邵氏硬度一 25 35 45 55 65 75 85 邵氏硬度D 50 70 90 100 110 120 130 140 150 洛氏硬度R 图2. 回弹力 80 72 57 60 55 45 40 回弹力,% 20 0 G130D G140D G155D TPU 46 D

4. 拉伸强度 于相同硬度及低应变下，SKYPEL较其他弹性体具有更高的模量。因此产品设计时，务必 考虑材料的模量。SKYPEL约在25%应变时有一屈服点。 图3. 低应变模量率 低温挠曲性 相同的硬度下，SKYPEL的低温特性远较热塑性优异。常温下，虽然SKYPEL的刚性表现模量高于热塑性聚氨酯。然而在零下20 oC时, SKYPEL 的刚性表现模量就较热塑性聚氨酯低 ， 如图4 及图5所示。SKYPEL可以取代要求低温性能的材料，如PVC。 图4. G140的低温模量 G172D G163D G155D TPU(聚酯型)91 A G140D G140D 冲击强度 SKYPEL具有优异的缺口冲击强度，低硬度规格于零下40o C时亦不断裂，缺口的冲击强度之测试证明了SKYPEL选较其他橡塑料具有优异的性能。在零下40o C时，大多数的热塑性聚氨酯的抗冲击强度都比不上SKYPEL（表2） 表2. 悬梁式冲击强度（缺口） 图5. G155D的低温模量 冲击强度(kg.cm/cm) 23 o C -40 o C SKYPEL G155D No break No break TPU(55 D) No break 4.1 TPU(聚醚型)55 D 抗挠曲疲劳 SKYPEL以其优异的抗挠曲疲劳及抗切口增长特性，逐渐大量用于动态零件，如等速方向接头套管（constant velocity joint）及齿轮方式转向系统套管（rack and pinion）。 G155D

5. 动态性能 在一些动态的运用领域所使用之零件，其材料之动态性能是相当重要的。因为这类测试 结果所得的资讯可以用来预测许多产品实际应用中的性能。为了解在广泛的不同温度使用环境下之动态模量，可利用DMTA (Dynamic Mechanical Thermal Analyzer Mk III) 的弯曲模式在1赫兹频率下测试而得知 （图6)。 SKYPEL具有较其他橡胶对于高低温度的耐温性能。在弯曲模式中，亦测量了减震（阻尼）因子，结果表示G130D、G140D、及G155D具有低玻璃转变温度（Tg)，因此在适当温度下，其减震效果相当稳定。G163D 及G172D 因具有高玻璃转变温度（Tg)，特别适用于室温下要求高减震效果的应用领域 G172D G163D G155D G140D G130D G140D G130D G155D G163D G172D

6. 耐热性能 SKYPEL 相比于其他聚酯弹性体有着更加优异的耐热性能。图8及图9表示SKYPEL在热空气老化测试中（120oC），仍保有良好的物理性能。 耐水解性能 图10 及图11 表示SKYPEL在80oC的热水长期浸渍下，对拉伸强度及断裂伸长率的影响。由图可知，硬度较低的规格其耐水解性能较佳。 图8. 热老化对拉伸强度的影响 抗紫外性能 SKYPEL含有光稳定剂，因此比其他聚酯弹性体的抗紫外性能优异。若要达到最佳的抗紫外性能，应于材料中添加光稳定剂及不透明颜料。SKYPEL可提供光稳定剂及碳黑的色母粒以满足客户需求。 图10. 水解对拉伸强度的影响 图9. 热老化对断裂伸长率的影响 图11. 水解对断裂伸长率的影响

7. 抗化学性能 SKYPEL对于许多工业的化学品、油和容剂均具有良好的阻抗性。但会受到浓酸、碱的攻击。SKYPEL可溶于胺类、甲酚类、酚类及某些含氯碳氢化合物（表3）。硬度较高之SKYPEL，其抗化学性能较佳。 表3. 抗化学性能 表4为G140D、G155D及G163D在ASTM1号及3号油之浸渍老化试验结果，结果显示在3号油测试条件下，高硬度规格溶胀体积比低硬度规格小。 表4. 耐油性 体积增加率(%) ASTM 1号油ASTM 3号油 G140D G155D G163D 2.0 1.5 <1 23 10 6 化学品 乙醛 醋酸 丙酮 乙炔 氨 苯胺 ASTH 1号油 ASTH 3号油 ASTH A号燃油 ASTH B号燃油 ASTH C号燃油 苯 丁烷 丁基醋酸盐 一氧化碳 四氯化碳 氯苯 氯仿 氯磺酸 氯酸 甲酚 环乙酮 DMF D.O.P. 醋酸乙酯 酒精 氯乙烷 二氯乙烯 乙二醇 环氧乙烷 甲醛 甲酸 三氯甲烷 评价 E E F E S P E E E E P F E F E P S S P G P G F E F E S S E E F F E 化学品 汽油 甘油 正已烷 肼 盐酸 异丙醇 异辛烷 m-甲酚 甲基酒精 甲基酮类 三氯乙烷 萘 硝酸 氯酚 六氯乙烷 石油醚 酚 氢氧化钾 海水 硅油脂 饱和食盐水 氢氧化钠 蒸气 (100 oC) 硫酸5% 硫酸10% 硫酸50% THF 甲苯 三氯乙烷 三乙醇胺 水 水(100 oC) 二甲苯 评价 E E E S P E E S E E S F S S S E S G E E E G F G F S F F S S E F G 电气性能 表5显示出SKYPEL具有优异的电气性能。高硬度规格较低硬度规格有更佳的电气性能。 表5. 电气性能 表面电阻系数(Ω) 介电常数 106 Hz 体积电阻系数 (Ω-cm) G130D G140D G155D G163D G168D G172D G175D G182D P128DW P137DW P147D P155D 1 x 1012 4 x 1012 2 x 1013 4 x 1013 3 x 1015 3 x 1015 2 x 1016 3 x 1016 6 x 1014 6 x 1014 4 x 1014 5 x 1014 5 x 1012 3 x 1013 1 x 1014 3 x 1014 3 x 1015 6 x 1015 2 x 1017 3 x 1017 8 x 1013 8 x 1013 8 x 1013 1 x 1014 0.015 0.054 0.038 0.039 0.035 0.031 0.026 0.028 0.028 0.030 0.035 0.037 E: 优良, G: 好, F:一般P: 劣,S: 溶解

8. 加工工艺 熔融流变 一般而言，聚酯弹性体表面熔融黏度受温度影响大于剪切力提供能量之影响。当剪切力增加时，表面熔融粘度会随之减低到一定程度。但减低速率较其他高分子低。因此，SKYPEL可以在大范围之剪切力下，仍具有熔融的稳定性。图12表示不同的加工工艺其所需剪切速率。图13表示SKYPEL在不同温度下之熔融黏度，可籍由调整熔融温度而控制黏度。 图12. 剪切速率范围 干燥 制造SKYPEL时，已将产品干燥并包装于特殊的防潮纸袋。若直接开封使用原完整包装材料，则无须干燥。所有SKYPEL的规格皆将湿度控制在0.05%以下，注塑成型产品则至少须将湿度控制在0.1%以下，以避免裂解。挤出成型则须在0.05%以下。若使用已开封之SKYPEL，则须以除湿干燥机在100oC下烘干3~4小时。图14表示SKYPEL G155D受湿度之影响。 图14. 吸湿度 压延 挤出 注塑 成型 G155D 101 102 103 104 剪切速率(sec-1) 100% R.H. 图13. 在1000 sec-1剪切速率下表面熔融黏度 50% R.H. G155D&G163D G172D 注塑成型 ——机器形式 SKYPEL 可以用各类的注塑成型机加工。但为达到材料均匀熔融，建议使用 往复式螺杆成型机，为避免材料受过分负荷裂解，螺杆间距变化不宜剧烈。 G140D

9. - 螺杆构图 螺杆结构是决定进料效率及材料塑化之关键技术。适用SKYPEL之三段式螺杆，其L/D比为18-24,而压缩比为3.0-3.5。（如图6） 图6.螺杆图构 图8. 螺杆构图 L D 进料段 转移段 计量段 L 进料段 转移段 计量段 D 30% 50% 20% 进料段 转移段 计量段 进料段 转移段 计量段 - 自由挤出 自由挤出成型方式适用于小尺寸管件（最大不超过6.4mm）及“逐渐结晶型”（slow-to –crystallige）规格如SKYPEL：G130D ， G135D 及G140D。使用此方式加工时，适当的牵伸比为5~17。为防止管件凹陷，有时可于心轴中注入定量氮氯或空氯以提供内部管件支撑。 - 真空定型 真空定型方式适用大尺寸管件(大于9.5 mm)。适当的牵伸比约为3，但相较于“自由挤出成型”，牵伸比并不重要，可依实际实验及机械类型而变化。但拉伸比例的稳定却很重要， 模头孔直体（DD）对管件外径（DOD）的比例应等于心轴直径（DM）对管件内径（DID）的比例，即 DD/ DOD= DM/ DID 。 上述比例应等于拉伸比之平方根。 50% 25% 25% • - 加工温度 • SKYPEL 之加工温度从180 oC~ 240 oC，料管设定温度为170 oC ~ 235 oC 。若材料停置料管时间较长（超过十分钟），则30D到45D硬度材料之熔融温度为220oC 而55D到80D硬度材料之熔融温度为260oC 。过高的温度易导致材料热裂解而性能降低。 • 挤出成型 • SKYPEL可以用于电线涂层、电缆护套、汽车及工业用挤出管件。 • 螺杆构图 • 适用SKYPEL之三段螺杆，其L/D比为20~24，而压缩比为3.0~3.2。（如图8）