TPE包膠不牢固的原因,簡言之,一是材料沒選對(配混體系相容性及流動性);二是包覆成型所需的溫度沒有控制好!
按照哲學的觀點,內因是指事物發展變化的內在原因,即內部根據;外因是指事物發展變化的外部原因,即外部條件。 TPE包膠效果好壞,也有內因和外因兩大因素。
1.
TPE與被包膠材料的極性和相容性
理論基礎
這是包膠粘結有效的內部根據所在。根據相似相溶及流體溶解度參數(SP)原理,TPE與被包覆材料應有接近的極性及良好的相容性,包覆成型才有可能順利實現。
延伸內容:掌握溶解度參數,就是掌握了不同聚合物之間的相容程度,為能否成功并用提供依據。兩種高分子材料的溶解度參數越相近,則共混效果越好。如果兩者的差值超過了0.5,則一般難以共混均勻,需要增加增溶劑才可以。增溶劑的作用是降低兩相的表面張力,使得界面處的表面被激化,從而提高相容的程度。增溶劑往往是一種聚合物,起到橋梁中介的作用。
另外,在設計配方的時候,為某種膠選擇液態助劑的時候也必須考慮雙方的SP是否接近,以保證各組分分散均勻。
實際分析
TPE(SEBS基礎)與PP,TPR(SBS基礎)與PS,材料本身具有良好的相容性和接近的極性,配混體系無需添加相容劑或極性改性劑;
TPE與PC,ABS,PA,PE等塑料極性有一定差距,相容性較差。通過在配混體系中加相容劑,可以提升TPE與PC,ABS,PC等的包膠粘結效果。
POM材料內聚能密度大,溶解度參數與TPE相差很大,同時POM具有很大的表面張力。目前包括國內TPE在內的絕大多數的TPE配混體系都不能有效縮小TPE與POM的極性差,以及降低POM材料的表面張力。(筆者愚見,TPE配混體系中能否引入一種帶堿性的物質,因為POM遇堿性物質會被腐蝕)。也能理解,為什么TPE包膠POM,成為業內難以解決的技術性難題。
2.TPE與被包覆材料粘結所需溫度
理論基礎
材料的表面張力,相容性只有在液體或熔融狀態才有意義。在包覆成型時,必須提供足夠的成型溫度,具備包覆性能的TPE材料才能起到應有的包覆效果。若溫度過低,材料沒法在兩相界面發生相容(熔蝕以及相結構甚至分子層面的相互滲透)以及化學作用,沒法對兩相表面張力做任何改變,那么,包覆成型相無法取得好的效果。
實際分析
TPE與PP,TPR與PS,本身具有良好的相容性,以及TPE與ABS、PC、PA等,由于有相容劑的添加,只需要足夠的包覆成型溫度,為兩種材料在接觸界面發生相容結合提供需要的能量即可。
即便我們采用預期的包覆成型溫度,但有些時候,產品結構(如包覆面大小)、包覆流長比、材料流動性等,會延長TPE熔體在模腔內流動充填時間,致使TPE熔體的溫度會明顯下降,這對包覆成型是不利的。因此,對于不同的包覆產品結構,選擇不同的TPE材料(流動性),設計合適的產品澆口(流長比)等是很必要的。
對于尼龍類材料,由于不同原材料及改性材料的熔點差別較大,為保證TPE與尼龍兩相界面相容的有效進行,應選擇熔點接近的TPE和尼龍材料做匹配,一般TPE熔點比尼龍材料稍低5~10℃為好。另外對于包膠模具,應對尼龍件進行預烘烤,提升尼龍件的表面溫度,保證包覆成型有足夠的兩相界面溫度,以獲得良好的包覆粘結效果。建議,烘烤溫度130~140℃,烘烤時間3~4小時。