案例背景

      最近客户做一个防水插头的密封圈配件。之前一直用硅橡胶做，最近硅胶涨价太离谱，客户考虑用其他材料替代。在网上搜索了相关资料后，客户认为用TPE替代硅胶，可行性大些。

案例描述

      跟客户沟通了相关要求后，认为达到要求有较大难度，但客户还是抱着试一试的态度，拿了几公斤高弹性的TPE材料去试模。做出的产品在测试使用一个月后，会出现一定程度的渗水。拆开插座，发现TPE密封圈发生了较明显的变形，与插座壳体内沿有较大缝隙，导致水渗入。

原因解读

      虽然选用的是弹性模数较高的TPE牌号，但TPE毕竟是热塑性的材料，存在较大永久压缩变形，且耐疲劳性也不是很好。而这个插座产品，实际使用情况是，会经常插拔取下，一次工作时长不定，但至少有半小时，甚至几个小时。为起到防水性，TPE密封圈在产品工作状态下一直处于挤压状态，这对密封圈抗压缩变形是一大考验，而反复的拔插 ，更容易导致制品耐疲劳性下降。并且使用时受压时间越长，材料疲劳压缩永久变形越明显。

深度剖析

      弹性体或橡胶的压缩永久变形，本质上是分子链发生了相对位移，一般情况下，弹性体具有良好的弹性恢复性。即弹性体受外力时，只发生分子链团的拉长，外力撤去后，分子链会回缩到原来的形状和位置，不发生分子链的相对位移。但当分子链受力过大，或受力时间过长，使得分子链团发生了相对滑移，而无法回复到原来位置，宏观上表现为应力松弛或者压缩永久变形。

      对热塑性弹性体而言，由于分子链是二维线性结构。高分子量的弹性体，其弹性模量比较高，受外力作用，分子链拉长后回复初始位置的能力比较强。但若外力和时间超过限度，同样会发生应力松弛或压缩永久变形。

      对硫化橡胶或硅胶而言，由于交联作用，分子链呈网状结构。外力一般情况下只能使三维网状的分子链发生拉伸形变，而不会发生分子链的相对移动。外力撤出后，分子链能瞬间回复初始形状。除非硫化橡胶分子链发生老化降解，破坏三维交联结构。不然橡胶很难发生永久变形。

选材建议

      在实际材料应用过程中，如果对材料的耐永久变形要求很高，一般用硫化橡胶或硅橡胶。如果加工受限，需要注塑加工，那可以尝试采用高分子量的热塑性弹性体，能适当提升材料的抗压缩形变性能。或者采用共混体系橡胶相为硫化交联微粒的弹性体材料，可以适当降低压缩永久变形。具体用什么样的材料，需要根据具体产品使用要求而定。