一、压缩永久变形的基本概念
压缩永久变形是热塑性弹性体材料在长时间压缩后,当外力解除时材料无法完全恢复原始厚度的现象。该指标直接反映 TPE 材料在密封、缓冲等长期受压应用中的持久弹性保持能力。压缩永久变形值越小,材料在长期使用中的回弹性越好。
二、压缩永久变形的测试依据
TPE 的压缩永久变形测试依据 ISO 815(硫化橡胶或热塑性橡胶—压缩永久变形的测定)或 ASTM D395(橡胶性能标准试验方法—压缩永久变形)执行。
测试方法为:将标准圆柱试样在压缩夹具中压缩至规定应变(通常为 25% 或 50%),在规定的温度和时间下保持后释放压力,让试样在标准条件下恢复规定时间,测量恢复后的厚度与原始厚度之差,计算压缩永久变形值。
三、不同应用场景的环境条件设定
TPE 材料的压缩永久变形与温度和时间高度相关,环境条件设定须模拟产品的实际使用工况。
室温条件(23°C ± 2°C) 适用于考核材料在常温下的弹性保持能力,通常在 24h 压缩条件下进行测试,是 TPE 材料基础性能评价的标准配置。
高温条件(70°C 或 100°C) 模拟 TPE 材料在高温环境或热老化条件下的弹性衰减,标准测试时间为 22h 或 24h(ISO 815)。对于更高温度应用(如汽车发动机舱),可设定 125°C 或 150°C。
低温条件(-10°C 或 -20°C) 考核 TPE 材料在寒冷环境中的弹性和柔韧性保持能力,适用于户外或冷链应用场景。
湿热条件(70°C / 95%RH 或 85°C / 85%RH) 模拟 TPE 材料在高温高湿下的弹性衰减行为。TPE 的酯类或醚类链段在湿热下可能发生水解,湿度是必须考虑的因素。
四、不同硬度 TPE 的压缩永久变形行为
低硬度 TPE(Shore A 30~50)在压缩后恢复性较好,但高温下的压缩永久变形通常快速增大,须关注 70°C 下的性能保持率。高硬度 TPE(Shore A 70~90)的压缩永久变形初始值较高,但在高温下的变化相对平缓,适用于需要较高结构支撑力的密封应用。
五、压缩永久变形的合格判定参考
不同应用场景对压缩永久变形的接受阈值不同:通用密封件通常要求 70°C×22h 条件下不超过 50%,高要求密封件(如汽车密封)要求不超过 30%,特殊弹性要求(如医疗导管)可能要求不超过 20%。材料供应商通常以 70°C×24h 在 25% 压缩应变下的典型值作为规格指标。
六、结语
TPE 材料压缩永久变形的环境条件设定须依据产品的实际使用工况确定测试温度、时间和介质。高温条件下的 70°C×24h 是最通用的测试条件,湿热条件对酯类 TPE 尤为重要。不同硬度级别的 TPE 在不同温度下的压缩永久变形行为差异显著,选择材料时须将测试条件与实际应用场景对齐。


