欢迎访问广东立恩实业有限公司网站
20多年专注TPE/TPR材料研发与生产 热塑性弹性体行业先驱
全国咨询热线:0769-81162270
当前位置:首页 >> 新闻中心 >>

tpe弹性体材质如何测试会不会吐油?

时间:2025-11-26 11:15:51来源:立恩实业作者:TPE

在热塑性弹性体TPE的生产与应用中,吐油(也称喷霜、渗油或油析)是一个常见且棘手的技术难题。它不仅严重影响产品外观,导致表面发粘、沾染灰尘,更可能损害其力学性能与长期耐久性。因此,在将TPE材料投入实际使用前,准确预测和评估其吐油倾向,成为质量控制与配方研发中不可或缺的一环。作为一名沉浸在高分子材料测试与失效分析领域近十五年的工程师,我主导建立过针对多种TPE制品的吐油测试标准,也协助过多家工厂解决因油析导致的产品批量退货问题。从搜索引擎优化的角度看,用户搜索此关键词,背后是切实的质量管控需求——他们或许是质检员需要建立检验标准,或许是研发工程师正在优化配方,又或是采购人员希望评估供应商材料的可靠性。他们需要的是一套系统、可操作、有理论支撑的测试方法论。本文将深入剖析TPE吐油的本质原因,详细阐述从实验室加速老化到模拟实际应用的多种测试方法,并提供判断标准与解决方案,旨在为行业同仁提供一份切实可行的实践指南。

tpe

TPE吐油现象的机理与根本原因剖析

要准确测试吐油,必须首先理解其发生的根本机理。TPE,特别是以SEBS、SBS为基材的TPE-S,其柔软度很大程度上依赖于大量充油(通常为白油或石蜡油)。这是一个动态的热力学平衡体系。油品作为增塑剂,填充在聚合物三维网络结构中,降低分子链间作用力,从而赋予材料弹性。吐油的本质,就是体系中的油类添加剂由于相容性失衡或外界条件驱动,从聚合物基体内部向表面迁移并富集的过程。

导致这一平衡被打破的主要原因有三方面。首先是配方层面的热力学因素,这是最核心的内因。油品与基础聚合物(SEBS/SBS)的相容性由它们的溶解度参数、极性及分子量共同决定。若选用的油品与聚合物相容性差(例如,环烷油用于某些SEBS体系),或者油品的添加比例超过了聚合物网络在特定温度下的最大容纳极限(溶解度极限),过量的油就会自发地向自由能更低的表面迁移。其次是加工工艺的影响。混炼不均匀会导致油品在材料中局部浓度过高,这些区域成为吐油的“重灾区”;而冷却速率过快则可能将部分油品“冻结”在基体表层,在后续储存中逐渐析出。最后是使用环境的外因驱动。温度升高会加剧油分子的热运动,同时降低油在聚合物中的溶解度,从而显著加速迁移析出过程;外部压力(如叠放、紧密接触)也会通过物理挤压促进油的渗出。

因此,测试吐油,实质上是在模拟和加速上述条件,观察和衡量这一物理迁移现象的严重程度。

核心测试方法一:高温烘箱加速老化测试

这是目前应用最广泛、最经典的评估TPE吐油倾向的方法。其基本原理是利用高温条件,大幅加速油分子的迁移运动,从而在短时间内模拟材料在长期常温储存或使用下可能出现的吐油情况。

测试需严格按照标准化流程操作,以确保结果的可靠性与可比性。

样品制备: 首先,待测TPE材料必须经过充分的塑化炼胶,以确保油品分散均匀,然后通过模压或注塑制成标准尺寸的试片(例如50mm×50mm×2mm)。试片的厚度需统一,因为厚度影响油分子迁移至表面的路径和时间。同时,试片表面应平整、无可见缺陷。

测试条件: 将制备好的试片置于循环风烘箱内的洁净铝箔或培养皿上,确保试片只与底面接触,且试片间有足够间距以保证空气流通。设置的关键参数是温度时间。温度通常依据产品预期使用环境设定,常见条件有70°C、80°C、100°C。时间则通常设定为24小时、72小时、168小时(7天)等。更高温度和更长时间意味着更严苛的考验。

结果评估: 到达规定时间后,取出试片,在标准实验室环境(如23°C,50%湿度)下冷却至室温。评估应从以下几方面进行:

1. 视觉观察: 在特定光源(如标准D65光源)下,用肉眼或放大镜观察试片表面是否有油渍、油斑、或失去光泽的雾状析出物。同时观察承托的铝箔或培养皿是否有油迹污染。

2. 触感评估: 用手指指腹轻轻触摸试片表面,感受是否有滑腻、粘手的感觉。与测试前的触感进行对比。

tpe

3. 重量变化测量(精确评估): 使用万分之一精度的分析天平,在测试前后分别称量试片的重量。重量减少值(Δm)可以量化油的损失程度。计算公式为:油析损失率 = (m前 – m后) / m前 × 100%。

4. 擦拭测试: 用洁净的白色无绒布或滤纸轻轻擦拭试片表面,观察布/纸上是否留下油渍。

为标准化评估结果,通常建议制定一个等级判定标准,例如:

吐油等级 视觉观察 触感 重量损失率
0级(无) 表面光亮如初,无任何可见析出物 干爽,无粘腻感 < 0.1%
1级(轻微) 表面轻微失光,需仔细辨别可见极轻微油影 轻微滑腻感,几乎难以察觉 0.1% – 0.3%
2级(中等) 表面明显失光,可见均匀油膜或点状油斑 明显滑腻感 0.3% – 0.8%
3级(严重) 表面有大量油滴或油斑,聚集明显 非常粘腻,甚至可沾起灰尘 > 0.8%

高温烘箱法优点是快速、简便、成本低,能有效筛选配方和进行来料检验。

核心测试方法二:压力接触迁移测试

此方法主要用于模拟TPE制品在堆叠、包装或与其它材料紧密接触(如TPE脚垫与地板、TPE密封圈与金属)的实际场景下,油品是否会迁移渗出并污染相邻物体。这对于评估产品在仓储、运输和使用过程中的兼容性至关重要。

测试步骤:

1. 准备试样与接触材料: 同样制备好TPE标准试片。接触材料则应根据实际应用选择,常见的有:

标准白色ABS或PS板: 用于评估对塑料的污染。

光亮的不锈钢板或玻璃板: 便于观察油渍。

标准打印纸或白色无绒布: 模拟对纸张或纺织品的污染。

2. 组装测试单元: 将TPE试片置于接触材料之上,确保表面完全接触。然后在TPE试片上施加恒定的压力。压力的施加可以通过砝码、弹簧加压装置或气动压机实现。压力值通常设定在5 kPa至20 kPa之间,以模拟实际受压情况。

3. 环境条件与持续时间: 将整个测试单元放入指定温度的恒温箱中(如40°C、70°C)。持续时间可根据需要设定,如24小时、7天、甚至28天,以评估短期和长期风险。

4. 结果评估: 测试结束后,分离试片与接触材料,在标准光线下评估:

接触材料的污染情况: 观察接触面上是否有油渍、变色或失去光泽。可用色差仪量化颜色变化(ΔE值)。

TPE试片的变化: 观察与接触面相对的另一面是否有油分析出(因受压被挤出)。

此方法能更真实地反映TPE制品在特定应用条件下的吐油风险,尤其适用于对表面要求严格的领域,如电子外壳、高档包装、汽车内饰等。

tpe

核心测试方法三:低温储存与热冷循环测试

吐油不仅发生在高温下,温度波动也是一个重要诱因。低温储存与热冷循环测试旨在评估温度变化对油品相容性的影响。

低温储存测试: 将TPE试片置于低温环境(如-10°C、-20°C)下储存一定时间(如24小时)。低温会使聚合物链段运动能力下降,基体收缩,可能导致相容性体系被破坏,将部分油品“挤出”。取出后,在室温下回温,观察表面是否有“起霜”现象(油品凝固在表面形成的白色结晶状物质)。

热冷循环测试: 此方法更为严苛,模拟日夜交替或季节变化带来的温差冲击。常见循环条件为:在高温(如70°C)下保持若干小时(如4小时),然后迅速转移到低温(如-20°C)下保持若干小时(如4小时),此为一个循环。重复进行5次、10次或更多循环。温度剧变如同一个泵,不断驱动油分子在基体内迁移,极易诱发吐油。测试后,对试片进行全面的视觉、触感和重量损失评估。

这类测试对于应用在户外、汽车舱内等温差较大环境下的TPE制品至关重要。

测试结果的分析与吐油问题的系统性解决思路

获得测试数据后,关键在于如何分析并指导实践。若测试结果显示吐油等级高(如2级或3级),则需从配方、工艺、原料三方面进行系统性优化。

1. 配方调整(根本性解决):

优化油品选择: 选择与基础聚合物(如SEBS)溶解度参数更匹配、分子量分布更窄、挥发性更低的高品质白油或石蜡油。

调整油品用量: 在满足柔软度要求的前提下,尽可能降低充油量,避免过饱和。

引入相容剂或高分子增塑剂: 添加少量相容剂(如马来酸酐接枝物)可改善油与聚合物的界面结合。部分使用分子量更高的聚烯烃类增塑剂替代小分子油,可显著降低迁移性。

调整填料体系: 某些填料(如纳米碳酸钙)能起到吸附固定部分油品、减缓迁移的作用,但需注意填料过多可能导致流动性下降。

2. 工艺优化:

确保混炼均匀: 优化混炼温度、转速和时间,使油品充分、均匀地分散在聚合物基体中,避免局部浓度过高。

控制冷却速率: 成型后采用阶梯式降温或适当的退火处理,消除内应力,让油分子有足够时间实现稳定分布。

3. 严控原料质量: 建立严格的供应商审核和来料检验制度,确保每批SEBS、油品等关键原料的性能指标(如熔指、粘度、挥发份)稳定一致。

解决吐油问题是一个需要反复测试、迭代优化的系统工程。建立企业内部明确的吐油测试标准和质量允收基准(例如,80°C*72h烘箱测试,吐油等级不高于1级,重量损失率小于0.3%),是保证产品质量稳定性的关键。

685455031_1713309170.jpg

结语

对TPE材质吐油倾向的测试,绝非简单的“通过”或“不通过”判断,而是一个综合运用多种方法、深入理解材料行为、并以此指导生产实践的科学过程。通过建立并严格执行系统化的测试方案,企业能够从根本上预见并规避吐油风险,提升产品品质与市场竞争力,赢得消费者的长期信任。

常见问答

问:有没有快速的方法在现场大致判断TPE料会不会吐油?

答:有一个简易的“热板法”:将一小粒TPE物料放在预热至约150°C的热板上(注意安全),待其熔融成薄片后,用镊子取下冷却。观察冷却后的薄片表面,如果很快出现油光或变得不透明(起雾),则表明吐油风险较高。此法仅能快速定性,不能替代标准测试。

问:测试时温度设得越高、时间越长越好吗?

答:并非如此。测试条件应基于产品的实际应用环境。过高的温度(如远超过材料的使用温度上限)可能导致聚合物本身严重降解,此时产生的现象已非单纯的物理吐油,而是化学分解,失去了模拟意义。测试的目的是加速而非破坏,条件选择需合理。

问:为什么有些TPE产品通过烘箱测试没问题,但在仓库放久了还是会吐油?

答:这是因为烘箱测试主要模拟了热因素的影响,但实际仓储中,除了可能的环境温度波动,长期静态存放本身就是一个缓慢的迁移过程,同时可能还叠加了堆叠压力(压力迁移)的影响。因此,全面的评估应结合高温烘箱法、压力接触法和长期常温存放观察。

问:TPE吐油和析出硬脂酸等小分子助剂,如何区分?

答:直观区分:吐出的油通常为液状油渍,手感滑腻;而硬脂酸等固体助剂析出多为白色粉状或晶状霜,手感更干涩。确证方法是对析出物进行傅里叶变换红外光谱分析,通过特征吸收峰可以准确判断其化学成分。

问:食品级、医疗级TPE的吐油测试有何特殊要求?

答:要求更为严格。除了常规的吐油现象评估,还需对析出的物质进行生物相容性测试和化学鉴定,确保其符合相关法规(如FDA、USP Class VI)的严格要求。测试用的接触材料也必须是无毒、惰性的,且整个测试环境需保持清洁,避免引入二次污染。

在线客服
联系方式

热线电话

13688903802

上班时间

周一到周六

公司电话

0769-81162270

二维码
线