在热塑性弹性体（TPE）的世界里，基础聚合物决定了材料的基因，而助剂则扮演着塑造性格、提升潜能的关键角色。一款TPE材料的最终性能——它的柔软触感、耐候年限、加工流畅度、使用寿命——极大程度上取决于助剂体系的精准设计与配伍。对于材料工程师、产品设计师和采购决策者而言，深入理解TPE助剂的种类、功能与协同效应，是解锁材料极限、优化产品成本与性能平衡点的核心钥匙。本文将系统梳理TPE材料助剂家族，从功能机理到应用策略，为您呈现一份详尽的实战指南。
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一、助剂体系：TPE性能的赋能者
TPE助剂是指为改善基体树脂的加工性能和制品的使用性能而添加到聚合物体系中的各种辅助化学品。它们通常以少量添加（从百分之几到千分之几甚至更低）来实现对材料特定性能的显著提升或赋予其全新功能。助剂的选择与配伍，是一门融合了化学、流变学、物理力学和实践经验的科学。
一个成功的TPE配方，本质上是基础聚合物（如SEBS、SBS、TPV、TPU等）、填充油、填料和各类功能助剂之间达成的精密平衡。助剂不仅需要有效，还必须与基体具有良好的相容性，确保在加工和使用过程中不迁移、不析出（俗称“喷霜”），同时不影响材料的其他关键性能。下文将依据核心功能，对TPE助剂进行系统分类与解析。
二、稳定化助剂：抵御时间与环境侵蚀的防线
TPE材料在加工、储存和使用过程中，会因热、氧气、紫外线辐射、机械剪切等作用而发生分子链的降解，导致材料变黄、发脆、表面粉化、力学性能下降。稳定化助剂的作用就是延缓或抑制这一老化过程。
抗氧剂
抗氧剂主要用以抵抗热氧老化，是TPE配方中最基础的稳定剂。根据作用机理，可分为主抗氧剂和辅助抗氧剂。
主抗氧剂（链终止剂）：主要是受阻酚类和芳香胺类化合物。它们能捕获聚合物在氧化过程中产生的自由基（RO·、ROO·），中断链式氧化反应。代表性牌号包括Irganox 1010和Irganox 1076。酚类抗氧剂无色无污染，适用于浅色和透明制品；胺类抗氧剂效率更高但易着色，多用于深色橡胶制品。
辅助抗氧剂（过氧化物分解剂）：主要是亚磷酸酯类和硫代酯类，如Irgafos 168。它们能将氢过氧化物（ROOH）分解为稳定的非自由基产物，防止其分解产生新的自由基。辅助抗氧剂与主抗氧剂复配使用（如经典的1010/168体系）可产生强大的协同效应，提供从加工到长期使用的全面保护。
金属钝化剂：如MD1024，用于防止材料中残留的微量金属离子（来自催化剂或填料）催化氧化反应，对电线电缆行业尤为重要。
光稳定剂
光稳定剂专用于抵御紫外线引发的光氧老化，对户外使用的TPE制品至关重要。主要包括紫外线吸收剂和受阻胺类光稳定剂。
紫外线吸收剂（UVA）：能强烈吸收紫外光并将其转化为无害的热能。主要类别有二苯甲酮类（如Chiguard 106）、苯并三唑类（如Tinuvin 326、327）和三嗪类（如Tinuvin 1577、Cyasorb THT4611）。它们像防晒霜一样作用于制品表面及内部。
受阻胺类光稳定剂（HALS）：如Chimassorb 944、Tinuvin 770和Chiguard 228。HALS并不大量吸收UV，而是通过捕获自由基和分解氢过氧化物来抑制光降解，其作用具有再生性，效率高且持久。需要注意的是，传统HALS呈碱性，与酸性物质（如某些阻燃剂）会发生对抗，此时需选用中性或低碱性的HALS（如Chiguard 228）。
紫外线吸收剂与HALS复配使用，可为TPE材料提供内外兼修的最佳防紫外线保护。
| 助剂类型 | 代表物质 | 主要作用机理 | 应用关注点 |
|---|---|---|---|
| 主抗氧剂 | 受阻酚（Irganox 1010） | 捕获自由基，终止链式反应 | 耐抽提性，相容性，无污染 |
| 辅助抗氧剂 | 亚磷酸酯（Irgafos 168） | 分解氢过氧化物 | 与主抗氧剂协同，水解稳定性 |
| 紫外线吸收剂 | 苯并三唑（Tinuvin 326） | 吸收并转化紫外光能量 | 吸收波段，热稳定性，相容性 |
| 受阻胺光稳定剂 | Chimassorb 944 | 捕获自由基，再生机制 | 耐酸性，与体系相容性 |
三、加工与表面性能改善助剂
这类助剂旨在优化TPE的加工流变性，改善脱模效果，并赋予制品表面所需的触感与外观。
润滑剂与爽滑剂
润滑剂通过减少聚合物分子链之间及熔体与加工设备金属表面之间的摩擦来起作用。按其作用机理可分为内润滑剂和外润滑剂。
内润滑剂：与聚合物有一定相容性，能分散在分子链之间，降低熔体粘度，改善流动性，减少内部生热。如硬脂酸钙、氧化聚乙烯蜡等。
外润滑剂：与聚合物相容性差，易迁移至熔体表面，形成润滑层，防止熔体粘附在料筒、螺杆和模具表面，促进脱模。如硅酮、硬脂酸酰胺、芥酸酰胺等。
爽滑剂，如芥酸酰胺或油酸酰胺，是一类特殊的外润滑剂，它们能迁移到制品表面，形成一层干爽的薄膜，显著降低表面摩擦系数，使制品手感顺滑，并有助于在高速自动包装线上减少摩擦。其应用方式灵活，可直接添加或作为涂层处理。
防粘剂与脱模剂
防粘剂主要用于防止软质或粘性TPE材料（如某些软质SEBS化合物）在储存或运输过程中卷材或片材之间发生粘连。它们的作用机理与外润滑剂类似。脱模剂则更侧重于在注塑或挤出成型时，确保制品能顺利从模具中脱离，防止撕边或变形，提高生产效率。可作为添加剂加入料中，也可直接喷涂在模具表面。
四、力学性能改性助剂
这类助剂旨在直接提升TPE制品在使用过程中的耐用性。
耐磨助剂
对于鞋底、轮胎、传送带、齿轮、脚轮等承受频繁摩擦的TPE制品，耐磨性是关键指标。耐磨助剂通过提高材料表面的硬度、润滑性或韧性来抵抗磨损。常用的物质包括聚四氟乙烯（PTFE）微粉、二硫化钼（MoS2）、硅酮母粒以及某些特殊的工程塑料粉末等。添加耐磨助剂可以显著降低材料的摩擦系数和磨损率，延长产品寿命。
增塑剂与软化油
增塑剂（在聚烯烃类TPE中常称为填充油或软化油）是SEBS/SBS基TPE配方中不可或缺的组分，其核心作用是降低材料硬度、增加柔韧性、改善低温性能并降低成本。常用的主要是石蜡油和环烷油。选择时需考虑其与基础聚合物的相容性（通过溶解度参数和苯胺点判断），以及挥发性、耐迁移性和紫外稳定性。过量的增塑剂可能导致油脂析出，影响产品外观和性能。
五、特殊功能助剂
为满足特定应用领域的法规和性能要求，还需要使用各类功能化助剂。
阻燃剂
用于电子电器、建筑、交通运输等对防火有要求的领域。阻燃剂通过吸热、覆盖、稀释可燃气体、终止自由基反应等机理延缓或抑制燃烧。用于TPE的阻燃剂主要包括卤系（需注意环保法规限制）、无卤磷氮系（如膨胀型阻燃剂）、无机氢氧化物（氢氧化铝、氢氧化镁）等。添加阻燃剂时需注意其对材料物理性能、密度和加工性的影响，以及可能与其他助剂（如碱性HALS）的对抗作用。
抗静电剂
用于防止制品表面因摩擦产生静电积聚，从而避免吸附灰尘、引起电击甚至火花风险。抗静电剂多是表面活性剂，能迁移到表面吸附水分形成导电层，或本身具有导电性。包括内部添加型和外部涂覆型。
填料
填料如碳酸钙、滑石粉、硅灰石等，主要功能是降低配方成本，同时也能提高硬度、刚性、尺寸稳定性和耐热性。但通常会降低材料的拉伸强度、伸长率和韧性。功能性填料如纳米填料、炭黑、玻璃纤维等，则主要用于增强或赋予导电等特性。
着色剂
赋予TPE制品各种颜色，满足美观和标识需求。包括颜料和染料。选择着色剂时需考虑其耐热性、迁移性、遮盖力以及与整个配方体系的相容性。
发泡剂
用于制造轻质、柔软、具有缓冲和隔音性能的微孔发泡TPE制品，如鞋垫、瑜伽垫、密封条。包括化学发泡剂（受热分解释放气体）和物理发泡剂（超临界流体）。
| 功能类别 | 主要作用 | 常见物质举例 | 典型应用领域 |
|---|---|---|---|
| 阻燃剂 | 延缓或抑制燃烧 | 氢氧化铝，磷氮系膨胀阻燃剂 | 电子电器外壳，电线电缆，建筑建材 |
| 抗静电剂 | 消除表面静电 | 乙氧基化胺类，炭黑（永久型） | 电子包装，洁净室用品，矿用设备 |
| 抗菌剂 | 抑制细菌/霉菌生长 | 银离子，有机锌化合物 | 医疗器械，食品接触表面，厨卫用品 |
六、助剂配方设计原则与协同效应
TPE的助剂配方不是简单的物理混合，而是一个系统工程。成功的配方设计需遵循以下原则：
针对性：根据产品的最终使用环境（户外、室内、接触化学品等）和性能要求（硬度、手感、耐久性等），确定需要重点改善的性能，从而选择核心助剂。
相容性：助剂与基体聚合物及其他组分必须有良好的相容性，以确保均匀分散，并避免在长期使用中因迁移、析出而失效或造成表面污染（喷霜）。
加工稳定性：助剂本身应能承受TPE加工过程中的高温和高剪切，不分解、不挥发、不与其他组分发生有害反应。
协同效应：巧妙利用助剂之间的协同作用，可以实现1+1>2的效果。最经典的例子是主/辅抗氧剂复配、UVA与HALS复配用于户外防护。反之，也需警惕对抗作用，如酸性阻燃剂会使碱性HALS失效。
法规符合性：对于食品接触、医疗器械、儿童玩具等应用，所有助剂都必须符合相关法规（如FDA、EU 10/2011、REACH、RoHS等）的要求。
成本效益：在满足性能要求的前提下，优化助剂添加量，选择性价比最优的方案。
七、常见问题解答（Q&A）
问：为什么有些TPE制品使用一段时间后表面会变得粘手或者出现白色粉末？
答：这通常是助剂析出（喷霜）的表现。粘手感可能源于小分子增塑剂或润滑剂迁移到表面；白色粉末则可能是过量添加的润滑剂或稳定剂析出。原因可能是助剂与基体相容性差、添加量超过其溶解度极限，或者加工冷却过程中助剂在表面结晶。解决方案是选择相容性更好的助剂品种、优化添加量，并改善加工冷却条件。
问：为透明TPE制品选择助剂时应注意什么？
答：核心原则是高透明度和低污染性。应选择折光指数与基体树脂相近的助剂，以免引起雾度。优先选用酚类抗氧剂（而非胺类），选择如苯并三唑类UVA（如Tinuvin 234）和分子量分布均匀的HALS，以保证透明性。添加任何助剂前，都需进行小样试验评估其对透明度的影响。
问：如何评估一款抗氧剂在TPE中的实际效果？
答：常用的评估方法有：1）多次挤出法：将材料多次通过挤出机，测试每次挤出后熔体流动指数（MFI）的变化，变化越小说明加工稳定性越好。2）氧化诱导期（OIT）测试：使用DSC测量材料在高温氧气中开始发生氧化反应的时间，OIT越长，长效热稳定性越好。3）热烘箱老化：将样条置于特定温度（如100°C、120°C）的烘箱中，定期取样测试其力学性能（拉伸强度、伸长率）和颜色变化，直观比较不同配方的耐热老化能力。
问：对于既要求耐候又要求阻燃的TPE制品，助剂选择上有何特别注意事项？
答：这是一个挑战性很高的领域。关键矛盾在于许多高效阻燃剂（尤其是溴锑体系）在热或光作用下会产生酸性物质，会使传统碱性HALS失活，大幅降低耐候性。解决方案是：1）优先考虑磷氮系等无卤阻燃体系；2）如果必须使用卤系阻燃剂，则必须选择耐酸型（低碱性或中性）的HALS，如Chiguard 228、LA-52等，它们能与酸性环境兼容而不失效。
问：TPE助剂的添加方式是直接混合好还是做成母粒好？
答：这取决于助剂的性质和生产工艺。对于添加量较大（如超过1%）且易于分散的助剂（如某些填料），直接添加粉末状助剂可能更经济。但对于添加量小、粉体飞扬大或有毒性的助剂（如多数抗氧剂、光稳定剂），使用预分散母粒是更佳选择。母粒能确保助剂在基体中分散更均匀，提高称量准确性，改善生产环境，减少损耗，虽然成本稍高，但综合效益显著，尤其适用于自动化程度高、对品质一致性要求严苛的生产线。
TPE助剂的世界精细而广阔，正确的选择和配伍能化平凡为卓越。作为材料应用工程师，唯有深入理解各类助剂的作用机理与相互对话，才能在成本、加工与性能的平衡木上游刃有余，最终赋予TPE材料超越期望的生命力与价值。
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