TPE和TPU材料的區別及應用解析
文章轉自艾邦
從廣義上來說，TPE是指所有熱塑性彈性體的總稱，包括：SBS，SEBS，SIS，SEPS，TPO，TPV，TPU，TPVC，TPEE，TPA等等。
但是！國內叫“TPE”的材料，基本上屬于苯乙烯類熱塑性彈性體。故下文中所提到的與TPU相區分的TPE都是苯乙烯類熱塑性彈性體。
TPE和TPU雖然有一個字母不一樣，但是外觀和性能甚至用途都比較相似，都具有一定柔軟度和橡膠彈性，都是可以用在鞋材、智能音箱、智能手環、手機保護套等方面的材料。
圖 TPE 和 TPU粒子
所以，為了讓大家對這兩款材料有一個比較全面的認識，下面將從分子結構、合成方法、控制硬度的手段、區別方法等方面進行分析比較，以更好地進行區分兩者。
TPE是苯乙烯類熱塑性彈性體，為丁二烯或異戊二烯與苯乙烯嵌段聚合的共聚物。而TPU是聚氨酯熱塑性彈性體，是由二異氰酸酯類分子和多元醇、擴鏈劑共同反應聚合而成的嵌段共聚物。
他們都是嵌段共聚物，但他們的軟硬鏈段組成不一樣。TPE的硬鏈段是聚苯乙烯，軟鏈段是丁二烯或加氫丁二烯。TPU的硬鏈段是二異氰酸酯和擴鏈劑，軟鏈段是低聚物多元醇長鏈。
圖 TPE 和 TPU 結構式比較
TPE的合成一般是通過先反應一等份苯乙烯，再加入丁二烯反應掉，最后加第二等份的苯乙烯進行陰離子順序聚合得到。而TPU一般是二異氰酸酯和多元醇通過本體熔融縮聚或溶液縮聚得到。
從聚合機理上來說，TPE的合成屬于陰離子聚合機理，TPU屬于縮聚聚合機理。
TPE和TPU都可以調節硬度，都有一定的硬度范圍，像TPE的硬度可以在0A-100A范圍變動，而TPU硬度范圍則通常是在60A~70D。
TPE除了可以調節苯乙烯的含量來控制硬度，還可以通過乙烯基的加成程度控制硬度。乙烯基少就軟，可以軟到像PE塑膠袋那種程度，多就硬，因為Tg 高嘛。
但值得注意的是TPE基本不單獨使用，而常常與多種材料混合使用，像典型的鞋材用TPE就由30%TPE、30%油類、15%聚苯乙烯、25%的滑石粉或碳酸鈣組成。這就使得其硬度調節手段比較多樣。
TPU則主要通過調整二異氰酸酯和多元醇的比例來調節硬度，通常是單獨使用，或搭配少量的助劑使用。
圖 上海恒安TPU材料
TPE和TPU的性能頗為相似，僅僅靠肉眼是沒法區分的，但通過一些簡單的方法可以加以區分。
1
用手捏一捏
用手捏，主要看看彈性恢復能力。TPE彈性恢復比較慢，TPU彈性恢復比較快，因為TPU的材料結構為聚合物均相結構，屬于聚合物樹脂類。而TPE則是多組分共混而成的多相結構聚集的合金材料。高硬度的TPE加工容易發生制品變形，而在所有硬度區間范圍內，TPU均表現出優良的彈性，并且制品不易變形。
如果用手不好操作，可以用夾子，夾住24個小時，就更容易看出恢復的難易程度。
2
用手摸一摸
就手感來說，TPE手感比較細膩一點，TPU摸起來粗糙一點。從它們的硬度可以大概反映一點區別，TPE屬于中低硬度，在觸感的舒適度方面更為卓越，TPU屬于中高硬度，更多在彈性和強度上表現優異。
3
用火燒一燒
TPE燃燒時火焰上黃下藍，火焰底部有輕微的氣泡，氣味為特殊芳香味附帶石油氣味（石油味為PP組分燃燒氣味）。TPU燃燒時火焰基本是黃色，火焰底部發泡厲害，有茲茲的輕微爆炸聲，帶有一定的刺激性異味。
4
仔細瞧一瞧
雖然TPE和TPU大多數產品是黑色的，但也有透明的產品。對于透明的產品，TPU的透明性優于TPE，同時它也沒有透明TPE那么容易沾粘。
以上就是鑒別TPE和TPU的4個簡單方法，僅供參考。正所謂實踐出真知，只有實踐得多了，才能對其中細微的區別有更深刻的理解。
學會區分它們，更有助于我們為產品選擇更好的更適合的材料。下面繼續從一些應用的角度來說一說兩者在選用時候的一些考慮。
硬膠和軟膠是雙色注塑加工中常見的復合類型，其中軟膠就有TPE和TPU兩種。
一般來說，選用TPE還是TPU是有一些大致的原則的，比如說硬度要求低一點，TPE更合適一些；要手感柔軟舒適一些，TPE比TPU更適合；如果要求耐磨性、彈性更好，則TPU更適合一些。
圖 雙色注塑軟膠選擇，源自網絡
TPE材質手機保護套價格會比較便宜，會有比較舒適的軟觸感，并且可以跟PC、ABS等包膠成型，生產復合材質手機保護套，賦予產品特殊的軟硬兼具的觸感。
TPU材質手機保護套最大的特點就是高透明和高耐磨性，承載能力、抗沖擊性及減震性能突出。
圖 透明的是TPU，白色是TPE，東莞和鑫產品圖
在日常穿戴產品中，手表有用到TPE或TPU材質。兩者都屬于環保無毒材料，都可通過對人體無過敏要求測試，在舒適感、加工性、抗菌性、耐黃變性等方面，TPE比TPU更適合一些；如果要求耐用耐磨，則TPU好一些。
圖 北京燕陽TPU表帶
以上就是對TPE和TPU材料的區別及應用解析，你有學到了嗎？
