热塑性聚酯弹性体产业发展需提速
□ 石油和化学工业规划院 张丽 李宇静
热塑性聚酯弹性体简称TPEE或COPE，是一类含有PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）聚酯硬段（结晶相）和脂肪
族聚酯或聚醚（非晶相）软段的线型嵌段共聚物。TPEE属于高性能工程级弹性体，具有机械强度高、弹性好、抗
冲击、耐蠕变、耐寒、耐弯曲疲劳性、耐油、耐化学药品和溶剂侵蚀等优点，具有良好的加工性，并可填充、增强
及合金化改性，在汽车零部件、液压软管、电缆电线、电子电器、工业制品、文体用品、生物材料等领域得到了广
泛的应用。
全球生产消费集中发达国家和地区
1972年美国杜邦公司和日本Toyobo公司率先开发出TPEE，商品名分别为Hytrel和Pelprene。随后，
Hochest-Celanese、GE、伊士曼、AKZO（现为帝斯曼）、韩国LG 化学等世界大公司相继开发出了各种牌号的TPEE
产品。
所有TPEE生产装置均可以灵活调整生产其他相关产品，特别是生产PBT 。2004年世界主要TPEE生产商产能
见表1。从地区分布来看，美国生产能力约占世界总产能的36.9%，西欧约占48.6%，日本约占13.5%。
2004年全球TPEE产量为7.84万t，消费量为7.73万t，主要集中在北美、西欧、日本等发达国家和地区，
其中北美消费4.1万t，占全球总消费量的53.0%；西欧消费2.3万t，占总消费量29.8%；日本消费0.83万t，
占总消费量的10.7%；其他地区消费0.5万t，占总消费量的6.5%。TPEE在汽车工业中的应用最广（见图1）。
预计未来几年全球TPEE需求量将以年均6%的速度增长，到2010年需求量将达到10万t，薄膜、片材、涂覆
等工业领域的消费增长较快。从地区需求来看，发展中国家的需求量增长较快，但主要消费市场仍以发达国家和地
区为主。
国内消费依赖进口 汽车工业需求巨大
国内研究和开发TPEE的时间较晚，20世纪80年代中国科学院化学所曾对TPEE进行了研究，建成30t/a的中
试生产线，但其产品结构中硬段为PET，结晶速度慢，难以满足模塑加工性能的要求，未能实现产业化。据悉，近
年该所在TPEE合成技术、加工研究方面取得了一些进展，并与辽宁科隆化工实业有限公司合作建成了1000t/a的
TPEE生产线。
1989年中蓝晨光化工研究院开始对TPEE材料进行系统研究，21世纪初建设了500t/a实验装置，2002年该院
控股子公司——四川晨光科新塑胶有限责任公司正式成立，率先在国内实现TPEE生产工业化，建成1000t/a TPEE
生产线。
此外，国内从事TPEE研发的单位还有：天津石油化工研究院、中纺投资股份有限公司、湖北省化学研究所等。
随着国内技术及市场的逐渐成熟，四川晨光科新塑胶有限责任公司、辽阳科隆化工实业公司均计划扩大生产规模，
此外，有多家企业计划新建TPEE装置。预计2010年我国TPEE生产能力将达到1万t/a。
由于技术及市场方面的原因，我国TPEE生产装置开工率较低，国内TPEE消费在很大程度上依赖于进口。2006
年我国TPEE产量约500t，净进口量约1350t，表观消费量约1850t。而TPEE副牌产品消费量在1.8万t左右。我
国TPEE进出口没有单独编号，很难得到准确统计数据，但在过去几年里国内TPEE的进口量递增趋势还是显而易见
的。
目前，帝斯曼、韩国LG 化学、美国杜邦和伊士曼等公司的产品都在中国市场占有相当大的份额。国内TPEE
消费约80%应用于汽车零部件生产，20%用于电子工业配件生产。TPEE的合成成本相对较低，易于加工成型，产品
具有很高的附加值，近年来随着产品的多样化和高性能化，TPEE产品越来越显示出其卓越的功能和广阔的应用前
景。未来国内市场对TPEE需求将保持10%左右的快速增长，汽车行业仍是其最大应用领域。
发展建议
目前国内TPEE生产从数量、品种方面均不能满足国内市场需求，进口产品占主导地位。因此，在国内有必要
建设TPEE生产装置，以满足我国汽车零部件、电子器件对TPEE材料的需求。
目前国内自主技术研发已取得一定成效，也建成了千吨级TPEE生产装置，可作为国内生产企业的技术来源。
同时，为增强产品竞争力，实现高起点发展，也可考虑引进国外先进工艺技术。另外，生产企业应注重TPEE应用
领域的研究开发，加强与下游用户的合作。
表1 2004年世界主要TPEE生产商产能 万t／a
国家/地区 生产商 生产能力
美国 杜邦 Polymers 3.4
伊士曼 0.2
Ticona LLC 0.5
小计 4.1
西欧 帝斯曼 1.9
P Group S.r.l. 1.6
杜邦 1.9
小计 5.4
日本 TOYOBO Co., Ltd. 0.6
Dainippon Ink and Chemicals, Inc. 0.2
杜邦-Toray 0.5
三菱化学 0.1
帝人化成 0.1
小计 1.5
其他 四川晨光科新塑胶有限公司 0.1
合计 11.1
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TPEE的物理化学性能
●力学性能 通过对软硬段比例的调节，TPEE的硬度可以从邵氏D32到D80变化，其弹性和强度介于橡胶和
塑料之间。与其他热塑性弹性体（TPE）相比，在低应变条件下，TPEE模量比相同硬度的其他TPE高。当以模量为
重要的设计条件时，用TPEE可缩小制品的横截面积，减少材料用量。
●拉伸强度 与聚氨酯弹性体（TPU）相比，TPEE压缩模量与拉伸模量要高得多，用相同硬度的TPEE和TPU
制作同一零件，前者可以承受更大的负载。在室温以上，TPEE弯曲模量很高，适宜制作悬臂梁或扭矩型部件，特
别适合制作高温部件。TPEE低温柔顺性好，低温缺口冲击强度优于其他TPE，耐磨耗性与TPU相当。TPEE具有优
异的耐疲劳性能，与高弹性特点相结合，使该材料成为多次循环负载使用条件下的理想材料，适宜制作齿轮、胶辊、
挠性联轴节、皮带等。
●耐热性能 TPEE具有优异的耐热性能，硬度越高，耐热性越好。TPEE的使用温度非常高，能适应汽车生产
线上的烘漆温度（150～160℃），并且它在高温下机械性能损失小。在120℃以上使用，TPEE拉伸强度远远高于TPU。
此外，TPEE还具有出色的耐低温性能。TPEE脆点低于-70℃，并且硬度越低，耐寒性越好，大部分TPEE可在-40
℃下长期使用。由于在高、低温时表现出的均衡性能，TPEE的工作温度范围非常宽，可在-70～200℃使用。
●耐化学介质性 TPEE具有极好的耐油性，在室温下能耐大多数极性液体化学介质（如酸、碱、胺及二醇类
化合物），其耐化学品的能力随其硬度的提高而提高。TPEE对大多数有机溶剂、燃料及气体的抗溶胀性能和抗渗透
性能较好，对燃油渗透性仅为氯丁胶、氯磺化聚乙烯、丁腈胶等耐油橡胶的1/3～1/300。
●耐候性、耐老化性 TPEE在水雾、臭氧、室外大气等各种外界条件下，化学稳定性优良。象大多数热塑性
弹性体（TPE）一样，在紫外光作用下会发生降解（310nm以下的紫外光是降解的一个主要因素），因此对于室外应
用或制品受阳光照射的条件，配方中应添加紫外光防护助剂，其中包括炭黑和各种颜料或其他屏蔽材料，酚类防老
剂和苯并三唑型紫外光屏蔽剂并用，能够有效地起到防紫外光老化。
●高回弹性 将TPEE材料应用到弹簧中，可使弹簧具有很长的使用寿命，能够帮助火车很平稳地启动、加速、
减速以及停止等。和金属弹簧所不同的是，它不会生锈、也不会在自然环境条件下发生恶化、或者造成弹性破裂和
损失等。而与橡胶材料相比，具有更大的重复使用性，还能保持很好的弹性。
●加工成型性 TPEE具有优良的熔融稳定性和充分的热塑性，故而具有良好的加工性，可采用各种热塑性加
工工艺进行加工，如挤出、注射、吹塑、旋转模塑及熔融浇铸成型等。在低剪切速率下，TPEE熔体粘度对剪切速
率不敏感，而在高剪切速率下，熔体粘度随剪切速率升高而下降。由于TPEE熔体对温度十分敏感，在10℃变化范
围内，其熔融粘度变化几倍至几十倍，因此成型时应严格控制温度。