首先,我們來(lái)探討一下POE(聚烯烴彈性體)中的幾種重要類(lèi)型,包括TPV(熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠)和TPE(熱塑性彈性體)。這些材料在密封條等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
POE,全稱(chēng)Poly Olefin Elastomer,是市面上廣受矚目的乙烯-辛烯共聚彈性體。然而,從更嚴(yán)格的角度來(lái)看,POE實(shí)際上指的是乙烯與α-烯烴的共聚彈性體。這里,α-烯烴特指雙鍵位于分子鏈末端的單烯烴,目前已商業(yè)化的包括α-丁烯、α-己烯、α-辛烯以及丙烯。
一、POE在鞋材領(lǐng)域的應(yīng)用及背后故事
POE,這一在鞋材中發(fā)揮重要作用的乙烯-辛烯共聚彈性體,早期曾被稱(chēng)為線性超低密度聚乙烯(ULDPE)。其密度低于0.890 g/cm3,這一特性賦予了它卓越的彈性體性能。相比之下,普通線性低密度聚乙烯(LLDPE)的密度則介于0.890至0.915 g/cm3之間,展現(xiàn)出的是塑性體特性。隨著LLDPE標(biāo)準(zhǔn)的演變,ULDPE被獨(dú)立分類(lèi),并逐漸發(fā)展成為如今的POE系列。
POE與LLDPE在性能上的差異,本質(zhì)上源于α-烯烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同。此外,這兩種聚合物的制備工藝也存在顯著差異,其中POE通常采用茂金屬催化工藝,而LLDPE則可使用普通催化體系。當(dāng)α-烯烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)15%時(shí),聚烯烴樹(shù)脂會(huì)經(jīng)歷從熱塑性體到彈性體的轉(zhuǎn)變。以8C結(jié)構(gòu)的POE為例,其α-辛烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常落在15%~45%的范圍內(nèi)。
二、POE在玩具行業(yè)的應(yīng)用
接下來(lái),我們將深入探討POE在玩具行業(yè)中的運(yùn)用。我們將從合成工藝、結(jié)構(gòu)特性、加工成型、應(yīng)用領(lǐng)域以及生產(chǎn)廠家等五個(gè)維度,全面剖析POE的相關(guān)知識(shí)。
三、POE的合成工藝
POE,即聚烯烴彈性體,其合成工藝對(duì)于其在玩具行業(yè)的應(yīng)用至關(guān)重要。通過(guò)深入了解其合成過(guò)程,我們可以更好地理解其結(jié)構(gòu)特性及在加工成型中的應(yīng)用。
POE,作為聚烯烴彈性體的一種,其合成過(guò)程中,烯烴聚合催化劑扮演著至關(guān)重要的角色。這類(lèi)催化劑不僅種類(lèi)繁多,包括鉻基催化劑、齊格勒-納塔催化劑、茂金屬催化劑以及非茂金屬催化劑等,而且其性能各異,對(duì)聚烯烴的合成產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。尤其是茂金屬催化劑,憑借其單活性中心的特點(diǎn),能夠使任何α-烯烴單體得以順利聚合。值得一提的是,??松梨谠?991年首次將茂金屬催化劑成功應(yīng)用于聚乙烯的工業(yè)化生產(chǎn),并因此誕生了Exact系列聚合物。相較于傳統(tǒng)的烯烴聚合催化劑,茂金屬催化劑的獨(dú)特之處在于其能夠使POE呈現(xiàn)出極窄的相對(duì)分子質(zhì)量分布,同時(shí)還能有效引入更多的共聚單體α-辛烯。
圖 不同催化劑的產(chǎn)品相對(duì)分子量分布對(duì)比
縱觀現(xiàn)有資料,眾多生產(chǎn)商普遍采用茂金屬催化劑結(jié)合溶液法來(lái)制造POE。盡管他們可能選用不同配體的茂金屬催化劑和采用獨(dú)特的生產(chǎn)工藝,但這是他們之間主要的差異所在。
四、結(jié)構(gòu)與性能
探究不同催化劑對(duì)POE結(jié)構(gòu)與性能的影響,我們發(fā)現(xiàn)盡管生產(chǎn)商可能選用不同配體的茂金屬催化劑和采用獨(dú)特的生產(chǎn)工藝,但這些差異主要表現(xiàn)在產(chǎn)品的相對(duì)分子量分布上。此外,催化劑的選擇還會(huì)進(jìn)一步影響POE的分子結(jié)構(gòu)、物理性能以及化學(xué)穩(wěn)定性。因此,在制造POE時(shí),選擇合適的催化劑至關(guān)重要。
POE,本質(zhì)上是一種支化聚乙烯,其聚乙烯鏈結(jié)晶區(qū)充當(dāng)了物理交聯(lián)點(diǎn)的角色。然而,通過(guò)加入α-烯烴,這一過(guò)程削弱了聚乙烯鏈的結(jié)晶區(qū),進(jìn)而轉(zhuǎn)化為具有橡膠彈性的無(wú)定型區(qū)。正是這一轉(zhuǎn)變,賦予了POE以彈性體的特性。
圖 典型POE的基本結(jié)構(gòu)
典型的POE包含兩種基本結(jié)構(gòu),如圖所示。其中,A結(jié)構(gòu)由乙烯與含有8個(gè)碳原子的辛烯構(gòu)成,而B(niǎo)結(jié)構(gòu)則是由乙烯與含有4個(gè)碳原子的丁烯組成,因此被稱(chēng)為8C和4C結(jié)構(gòu)。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予了POE出色的物理力學(xué)特性,包括高彈性、高伸長(zhǎng)率以及優(yōu)異的沖擊強(qiáng)度。同時(shí),它還展現(xiàn)出良好的耐低溫性和加工流變性。
此外,POE主鏈的飽和結(jié)構(gòu)使其在耐熱老化和抗紫外線方面表現(xiàn)出色,超越了傳統(tǒng)的彈性體。其良好的活動(dòng)性不僅有助于改善填料的分散,還能增強(qiáng)制品的熔接痕強(qiáng)度。
五、加工與成型
POE材料在加工成型方面也展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其優(yōu)越的加工流變性使得在高溫環(huán)境下也能保持穩(wěn)定,不易降解。同時(shí),其良好的活動(dòng)性有助于改善填料的分散性,進(jìn)一步優(yōu)化制品的性能。此外,POE的熔接痕強(qiáng)度也得到了顯著增強(qiáng),使得制品在加工過(guò)程中能夠保持更加完美的外觀和性能。
POE材料具備良好的加工性能,兼容于常規(guī)熱塑性塑料的加工設(shè)備。在成型加工時(shí),通常需略微提高加工溫度和壓力,同時(shí),它還能夠在極高的加工速度下完成成型,效率卓越。
圖 POE在鞋材中的應(yīng)用
POE的加工方式多種多樣,除了常見(jiàn)的注射成型和擠出成型,它還可以通過(guò)壓延機(jī)加工成板材或薄膜,甚至可以進(jìn)行吹塑成型。在加工過(guò)程中,POE無(wú)需經(jīng)過(guò)混煉和硫化步驟,但可以通過(guò)交聯(lián)技術(shù)來(lái)進(jìn)一步提升其拉伸強(qiáng)度、耐熱性以及耐化學(xué)品性能。
六、POE的應(yīng)用領(lǐng)域
POE作為一種高性能聚合物,其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。在鞋材行業(yè)中,POE的優(yōu)異性能使其成為一種理想的材料。通過(guò)不同的加工方式,如注射成型、擠出成型等,POE可以制成各種形狀和功能的鞋材部件,為鞋子提供出色的舒適度和耐用性。同時(shí),其良好的彈性和耐磨性也使得鞋子更加耐穿,滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求。
由于POE與PP、EVA、EPDM等材料在結(jié)構(gòu)上具有相似性,這使得它們之間的相容性非常出色。正因如此,POE已被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,包括汽車(chē)零部件、光伏膠膜、電線電纜、機(jī)械工具以及家居用品等。此外,它在玩具、娛樂(lè)和運(yùn)動(dòng)用品、鞋底、密封件以及熱熔膠等方面也發(fā)揮著重要作用。
七、POE的常見(jiàn)牌號(hào)及其性能特點(diǎn)
POE作為一種高性能彈性體材料,擁有多種不同的牌號(hào)。這些牌號(hào)在性能上各有差異,使得POE在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中都能發(fā)揮其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。接下來(lái),我們將探討幾種常見(jiàn)的POE牌號(hào)及其所具備的性能特點(diǎn)。
1、韓國(guó)LG POE(SEETEC)
LC170:具有出色的抗沖擊性和韌性,其關(guān)鍵參數(shù)包括熔融指數(shù)1.1、比重0.87、硬度71、抗張強(qiáng)度9.5以及高達(dá)900%的斷裂伸長(zhǎng)率。此外,其彎曲模量為14,撕裂強(qiáng)度為40,熔融溫度則為58℃。
LC175:同樣展現(xiàn)出抗沖擊和韌性強(qiáng)的特點(diǎn),其參數(shù)包括熔融指數(shù)1.1、比重0.7、門(mén)尼粘度18、硬度63、抗張強(qiáng)度4.4以及900%的斷裂伸長(zhǎng)率。值得注意的是,其熔融溫度為36℃,相對(duì)較低。
LC565:這款POE以抗沖擊和高韌性見(jiàn)長(zhǎng),擁有熔融指數(shù)5.0、比重0.87、門(mén)尼粘度8以及54的硬度。其抗張強(qiáng)度為1.8,斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到550%,同時(shí)撕裂強(qiáng)度為20,熔融溫度維持在36℃。
LC670:這款POE的特點(diǎn)是高韌性和高抗沖,關(guān)鍵參數(shù)包括熔融指數(shù)5.0、比重0.87、門(mén)尼粘度9、70的硬度以及5.5的抗張強(qiáng)度。其斷裂伸長(zhǎng)率高達(dá)1000%,彎曲模量為13,撕裂強(qiáng)度為38,熔融溫度則維持在58℃。此外,還有LC100等型號(hào)供選擇。
2、??松梨?POE(Exact)
POE 9061:以高韌性和高抗沖為特點(diǎn),其關(guān)鍵參數(shù)包括熔融指數(shù)0.5、比重0.86、硬度59、彎曲模量6.5、拉伸應(yīng)力1.7、抗張強(qiáng)度2.4以及高達(dá)1200%的斷裂伸長(zhǎng)率。此外,其維卡軟化點(diǎn)為47℃。
POE 6102:專(zhuān)為薄膜和包裝應(yīng)用設(shè)計(jì),具有比重0.86、乙烯成分16%、硬度66、彎曲模量12、拉伸應(yīng)力1.9、撕裂強(qiáng)度34以及維卡軟化點(diǎn)52℃等參數(shù)。
POE 0201:通用級(jí)POE,適用于共混和發(fā)泡,其參數(shù)包括硬度90、比重0.90、熔融指數(shù)2.5、彎曲模量68等。同時(shí),它還具有出色的拉伸強(qiáng)度和門(mén)尼粘度,以及83℃的高維卡軟化點(diǎn)。
POE 0203:同樣為通用級(jí)POE,專(zhuān)為共混和發(fā)泡設(shè)計(jì),其參數(shù)包括比重0.90、熔融指數(shù)3.0、硬度87等。此外,還具有較高的彎曲模量和熔融溫度,以及93℃的維卡軟化點(diǎn)。
POE 5101:具有熔融指數(shù)2.0、比重0.90、硬度90等關(guān)鍵參數(shù),適用于各種應(yīng)用。其門(mén)尼粘度18、抗張強(qiáng)度86以及高達(dá)21的拉伸強(qiáng)度使其性能更為出色。同時(shí),89℃的維卡軟化點(diǎn)和98℃的熔融溫度確保了其穩(wěn)定的性能。
POE 8210:專(zhuān)為特定應(yīng)用設(shè)計(jì),具有比重0.88、熔融指數(shù)25、硬度79等參數(shù)。其彎曲模量為26,熔融溫度74℃,維卡軟化點(diǎn)71℃,以及適當(dāng)?shù)睦鞈?yīng)力和門(mén)尼粘度,使其成為一種性能均衡的POE材料。
此外,還有POE 9071、POE 9371和POE 4053等型號(hào)供選擇,以滿(mǎn)足不同的應(yīng)用需求。
3、美國(guó)陶氏 POE(ENGAGE)
POE 7387:具有比重0.87、熔融指數(shù)0.5等關(guān)鍵參數(shù),同時(shí)擁有出色的門(mén)尼粘度、硬度、拉伸模量以及抗張強(qiáng)度。其斷裂伸長(zhǎng)率高達(dá)810%,彎曲模量為12,撕裂強(qiáng)度為40,維卡軟化點(diǎn)和熔融溫度分別達(dá)到46℃和50℃。
POE 7447:此型號(hào)的POE以熔融指數(shù)5.0為特點(diǎn),同時(shí)兼具其他優(yōu)異的參數(shù)。其門(mén)尼粘度為7.0,硬度64,拉伸模量1.7,抗張強(qiáng)度2.4。此外,還擁有高達(dá)550%的斷裂伸長(zhǎng)率,彎曲模量為7.8,撕裂強(qiáng)度為25.0,熔融溫度為35℃。
POE 7457:這款POE的熔流率為3.6,門(mén)尼粘度9.0,硬度50。其拉伸模量為1.31,拉伸強(qiáng)度1.79,斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到600%。同時(shí),還提供了彎曲模量4.14和熔融溫度40℃等關(guān)鍵參數(shù)。
POE 7467:這款POE的比重為0.86,熔融指數(shù)1.2,門(mén)尼粘度19。其硬度52,拉伸模量1.40,抗張強(qiáng)度2.00。此外,還具有高達(dá)600%的斷裂伸長(zhǎng)率,彎曲模量為4.1,撕裂強(qiáng)度21,以及34℃的熔融溫度。
POE 8003:此型號(hào)的POE比重為0.88,熔融指數(shù)1.0。其門(mén)尼粘度22,硬度84,拉伸模量4.8。同時(shí),還提供了出色的抗張強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彎曲模量以及維卡軟化溫度和熔融溫度等參數(shù)。
POE 8100:這款POE的比重為0.87,熔融指數(shù)1.0,門(mén)尼粘度24。其硬度73,拉伸模量2.9,抗張強(qiáng)度9.76。此外,還擁有高達(dá)810%的斷裂伸長(zhǎng)率,彎曲模量為14,撕裂強(qiáng)度40,以及45℃的維卡軟化點(diǎn)和60℃的熔融溫度。
POE 8107:與POE 8100相似,這款POE也具有相似的關(guān)鍵參數(shù)。其比重、熔流率、門(mén)尼粘度、硬度、拉伸模量以及抗張強(qiáng)度等參數(shù)均表現(xiàn)出色。同時(shí),還提供了斷裂伸長(zhǎng)率、彎曲模量、維卡軟化點(diǎn)和熔融溫度等詳細(xì)信息。
POE 8130:這款POE的比重為0.86,熔流率13,門(mén)尼粘度4。其硬度63,拉伸模量1.8,抗張強(qiáng)度2.4。此外,還擁有高達(dá)800%的斷裂伸長(zhǎng)率,彎曲模量為7.8,以及56℃的熔融溫度等關(guān)鍵參數(shù)。
POE 8137:此型號(hào)的具體參數(shù)未給出。但根據(jù)命名和型號(hào)規(guī)律推測(cè),其性能參數(shù)同樣值得期待和關(guān)注。
比重0.86、熔融指數(shù)13.0、門(mén)尼粘度4、硬度63、拉伸模量1.8、抗張強(qiáng)度2.4,以及斷裂伸長(zhǎng)率高達(dá)800%等關(guān)鍵參數(shù),共同構(gòu)成了POE 8130的出色性能。此外,其彎曲強(qiáng)度為7.8,撕裂強(qiáng)度為26,熔融溫度則達(dá)到56℃。
同樣,POE 8150也展現(xiàn)出了卓越的性能。其比重為0.87,熔融指數(shù)為0.5,門(mén)尼粘度為33。在硬度方面,該型號(hào)達(dá)到了70,拉伸模量為2.6,抗張強(qiáng)度為9.5。更為引人注目的是,其斷裂伸長(zhǎng)率高達(dá)810%,彎曲模量為15.0,撕裂強(qiáng)度為37。同時(shí),還提供了維卡軟化點(diǎn)46℃和熔融溫度55℃等詳細(xì)信息。
對(duì)于POE 8157,其性能參數(shù)與POE 8150相似,同樣值得關(guān)注。而POE 8180則以比重0.86、熔融指數(shù)0.5、門(mén)尼粘度37等參數(shù)為基礎(chǔ),展現(xiàn)了出色的抗張強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。此外,其維卡軟化點(diǎn)和熔融溫度也分別達(dá)到了41℃和47℃。
繼續(xù)來(lái)看,POE 8200和POE 8207在熔融指數(shù)和門(mén)尼粘度上有所不同,但都展現(xiàn)出了優(yōu)異的拉伸模量、抗張強(qiáng)度以及斷裂伸長(zhǎng)率。同時(shí),它們還提供了維卡軟化點(diǎn)和熔融溫度等關(guān)鍵參數(shù)。
而POE 8400和POE 8401則以高流動(dòng)和高透明度為特點(diǎn)。其中,POE 8401的比重為0.88,熔融指數(shù)高達(dá)30,同時(shí)兼具優(yōu)異的拉伸模量、抗張強(qiáng)度以及斷裂伸長(zhǎng)率。其維卡軟化點(diǎn)和熔融溫度也分別達(dá)到了49℃和80℃,顯示出該型號(hào)的高耐熱性。
綜上所述,這些POE型號(hào)都展現(xiàn)出了各自獨(dú)特的性能特點(diǎn)和應(yīng)用潛力。無(wú)論是用于橡膠制品、塑料制品還是其他領(lǐng)域,它們都能發(fā)揮出色的作用。
高流動(dòng),高透明度,同時(shí)具備優(yōu)異的抗沖擊性能。POE 8407在加入滑石粉后,不僅流動(dòng)性能得到提升,還展現(xiàn)了其他出色的物理性能。而POE 8411則以其獨(dú)特的比重、熔融指數(shù)和門(mén)尼粘度等參數(shù),在抗張強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率方面也表現(xiàn)出色。此外,POE 8440和POE 8440G在硬度、拉伸模量和維卡軟化點(diǎn)等方面也有著卓越的表現(xiàn)。對(duì)于需要耐老化、耐候性能的產(chǎn)品,POE 8450和POE 8450G則是理想的選擇。同時(shí),POE 8452和POE 8457也各自擁有獨(dú)特的性能特點(diǎn),可滿(mǎn)足不同領(lǐng)域的應(yīng)用需求。
比重0.87、熔流率3.0、門(mén)尼粘度11,以及硬度74、拉伸模量3.0、抗張強(qiáng)度11和斷裂伸長(zhǎng)率950%,還具備彎曲模量16.5、維卡軟化點(diǎn)48℃和熔融溫度66℃。
POE 8480的關(guān)鍵特性包括其高韌性和柔軟性,非常適合用于鞋材、交聯(lián)發(fā)泡材料、共混以及管材等領(lǐng)域。其重要參數(shù)涵蓋比重0.90、熔融指數(shù)1.0、門(mén)尼粘度20等,同時(shí)展現(xiàn)出硬度89、拉伸模量8.0、抗張強(qiáng)度25和斷裂伸長(zhǎng)率660%等出色性能。
POE 8540則以其透明度和優(yōu)異的韌性與柔軟性脫穎而出。該材料的關(guān)鍵參數(shù)包括比重0.90、熔融指數(shù)1.0和門(mén)尼粘度20,同時(shí)提供硬度90、拉伸模量9.6、抗張強(qiáng)度28以及斷裂伸長(zhǎng)率750%等性能數(shù)據(jù)。
對(duì)于需要共混或添加滑石粉的應(yīng)用,POE 8842是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。其比重為0.85、熔融指數(shù)1.0、門(mén)尼粘度25,并展現(xiàn)出硬度54、拉伸模量1.4、抗張強(qiáng)度3.0和斷裂伸長(zhǎng)率1200%等特性。此外,它還具有彎曲模量4.5、撕裂強(qiáng)度25以及熔融溫度38℃等參數(shù)。
此外,還有POE 8999等更多型號(hào)可供選擇。
4、沙伯基礎(chǔ)SABIC
其提供的POE牌號(hào)包括C0750D、C5070D、C1070D、C1080、C3080、C0560D和C3007D等,這些牌號(hào)在各自的應(yīng)用領(lǐng)域中均展現(xiàn)出卓越的性能。
5、日本三井
其提供的POE牌號(hào)涵蓋DF610、DF740、DF-840、DF810、DF840、TA610、TA640以及TA710等,這些牌號(hào)在多種應(yīng)用場(chǎng)合下均展現(xiàn)出優(yōu)異的性能。
6、韓國(guó)SK
韓國(guó)SK提供的POE牌號(hào)包括8605L、861L、8705L、871L、875、883、891以及8730L等,這些牌號(hào)同樣在諸多領(lǐng)域中展現(xiàn)出卓越的性能。