当暴露于高于环境温度的温度时,热反应材料改变状态,形状和/或颜色。当然,许多材料会改变状态,例如。在高温下熔化。其中一些的特殊之处在于它们的状态,形状和/或颜色可以在相对较低的温度下改变(通过热水,体热,吹风机,环境加热器,烤箱,或者只是炎热的夏日提供),使它们变得容易使用和适合DIY。在这篇文章中,我将介绍多晶型,形状记忆聚合物和热缩材料。
1、Polymorph,又名聚己内酯。
是一种可生物降解的聚酯,熔点低,约为60ºC(140ºF)。它可以用热水加热,然后用手或铸造成型。一旦冷却至室温,多晶型物就会变成坚硬的尼龙状塑料,可以重新加热并重新塑造多次。
聚己内酯非常容易使用。首先用非常热的水填充容器。添加一些变形颗粒并等待它们变为清晰并聚集在一起。此时,多晶型物已准备好成形。将其舀出热水浴(用钳子或类似东西),然后用手将其塑造或压入模具中(见视频)。一旦成型,让多晶型物完全冷却 – 当它变回纯白色时,你就会知道它已经准备好了。您也可以用吹风机或热风枪熔化多晶型物,但避免使用火焰(如打火机),因为这会使材料变黑。粉末状颜料如这种颜料可用于着色多晶型物。
2、热收缩线/管
根据使用的确切材料,有两种方法可以使热收缩起作用。如果材料含有许多单体,那么当管加热时,单体聚合。当单体结合在一起时,这增加了材料的密度,因此占用较少的空间。因此,材料的体积缩小。热收缩也可以基于膨胀。该过程包括正常生产管道,将其加热到聚合物结晶熔点的正上方并机械拉伸管道(通常用气体充气);最后,它迅速冷却。之后,当加热时,管道将松弛回到未扩展的尺寸。该材料通常通过使用电子束,过氧化物或水分进行交联。这种交联有助于使管材在收缩前后保持其形状。对于外部使用,热缩管通常添加了UV稳定剂。热缩管使用简单的电线,或任何你想要封闭/绝缘的电线,通过热缩管,然后用热风枪或打火机加热,这将导致管道收缩并在电线周围模塑。这种形状变化是不可逆的,即一旦缩小,就不可能将管材恢复到其原始形状。
热缩线由聚酯制成,外观和缝制方式与普通线相似,但在受热时(176ºC/350ºF)收缩10%至30%(取决于成分)。要使用,请先正常缝合,然后用家用熨斗加热。
3、TPE
热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer-TPE)亦称热塑性橡胶(Thermoplastic Rubber-TPR) 是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性之材料,热塑性弹性体具有多种可能的结构,最根本的一条是需要有至少两个互相分散的聚合物相,在正常使用温度下,一相为流体(使温度高于它的Tg—玻璃化温度),另一相为固体(使温度低于它的Tg或等于Tg),并且两相之间存在相互作用。即在常温下显示橡胶弹性,高温下又能塑化成型的高分子材料,具有类似于橡胶的力学性能及使用性能、又能按热塑性塑料进行加工和回收,它在塑料和橡胶之间架起了一座桥梁。因此,热塑性弹性体可象热塑性塑料那样快速、有效的、经济的加工橡胶制品。就加工而言,它是一种塑料;就性质而言,它又是一种橡胶。热可塑性弹性体有许多优于热固性橡胶的特点。 目前,热塑性弹性体尚无统一的命名,习惯以英文字母缩写语TPR表示热塑性橡胶,TPE表示热塑性弹性体,两者在有关资料著作中均有使用。为统一起见,都以TPE或热塑性弹性体称之。
物理性能优越:良好的外观质感,触感温和,易着色,色调均一,稳定;可调的物性,提供广阔的产品设计空间;力学性能可比硫化橡胶,但无须硫化交联;硬度范围宽阔,自SHORE-A 0度至SHORE-D70度可调;耐拉伸性能优异,抗张强度最高可达十几个Mpa,断裂伸长率最高可达十倍以上;长期耐温可超过70℃,低温环境性能良好,在-60℃温度下仍能保持良好的绕曲性; 良好的电绝缘性及耐电压特性。 具有突出的防滑性能,耐磨性和耐候性能。
化学性能优越:耐一般化学品(水、酸、碱、醇类溶剂); 可在溶剂中加工,可短期浸泡于溶剂或油中; 无毒性; 良好的抗紫外线辐射及抗氧化性能,可使用于户外环境; 粘结性能好,选用合宜的胶粘技术可直接与真皮合成或人造皮革表面牢固粘合。
生产加工优势:无需硫化即具有传统硫化橡胶之特性,节省硫化剂及促进剂等辅助原料; 适合注塑成型、压铸成型、热熔和溶解涂层等多种工艺; 边料、余料和废料等可完全回收再利用,且不改变性能,降低浪费; 简化加工工艺,节约加工能耗与设备资源,加工周期短,降低生产成本,提高工效; 加工设备及工艺简单,节省生产空间,降低不合格品率; 产品无毒,无刺激性气味,对环境、设备及人员无伤害; 材料可反复使用,边脚废料可回收,可以说生产中无废料; 加工助剂和配合剂较少,可节省产品质量控制和检测的费用; 产品尺寸精度高、质量更易于控制; 材料比重少,且可调; 可直接与PP、ABS等多种塑料掺混而制成特种塑料合金。
弹性体具有优越的物理、化学性能且易于加工,同时,该产品还具有无毒、无污染并可回收二次加工的环保优势。因此,在众多工业领域被广泛应用,如:玩具、运动器材、鞋材、文具、五金、电动工具、通讯、电子产品、食品和饮料包装、家用电器、厨房用品、医疗器械、汽车、建筑工程、电线电缆等。 更可贵的是,她是引领新产品设计和市场导向的优质材料,——其柔软的质感和可调整的物性、硬度和适宜多种加工工艺且具有环保优势——为广大产品设计师提供了巨大的发挥空间,这无疑对您创新产品,增加价值,引领市场潮流提供了巨大的帮助。