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Santoprene热塑性橡胶

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参考文献

注塑成型的Santoprene ® TPE(热塑性人造橡胶)折环
英文原文作者Ray Lambert
扬声器折环的选择有很多种,材料、厚度、硬度、形状、表面处理、声学特性及胶水都是考虑的要素。音盆的供应商几乎总是把折环跟音盆粘在一起,成套出售的。
 
泡棉是折环的最常用材料,因为它的价格比较便宜。但美中不足的是当它曝露于臭氧、阳光、菌类或其他恶劣的环境时它的寿命通常都很短,因而被认为是便宜货。泡棉在持续大幅度运作中容易破裂而且最终还会松弛、变型。当然,高性能的泡棉还是有的,但是它们比较贵,且不说它给人的印象是质量差的。橡胶是比较受欢迎的材料,但它的成本更高,其质量也更重,会增加扬声器的运动质量,因而降低其灵敏度。
 
Santoprene® TPE不但拥有橡胶的外观、象橡胶一样耐用,具有橡胶的性能,而且比橡胶更轻更便宜。Santoprene® 是一种独特的TPE(热塑性弹性体)。有相当多的扬声器制造商(包括音盆供应商)用Santoprene® 来取代泡棉和橡胶。
 
什么是Santoprene® ?
 
材料科学家把Santoprene® 叫作“TPE/TPV”,一种热塑性的弹性体/热塑性硫化橡胶。更具体地说, Santoprene® 是Monsanto公司开发的、由先进弹性体公司(AES)生产的一种热塑性的材料。 先进弹性体公司现在是ExxonMobile公司(世界最大聚丙烯和EPDM橡胶的供应商)的一部分。形形色色的传统橡胶都是热固性树脂,把热固性树脂(如橡胶)加热后凝固就成了分子水平的交键,当形成了交键之后就不能再“熔化”了,但它们可以燃烧。
 
与一般橡胶不同,Santoprene TPE都属于热塑性材料,可以反复地被熔化。热塑性材料的优点有加工成本低(由于加工速度快)和较小的尺寸公差。热塑性材料最诱人的是,其废料和不合格品可以磨碎再利用;而使用热固性的橡胶做折环,废料必须根据地方法规处理。
 
Santoprene® 既具有热固性橡胶的优良性能,又保留了塑料的容易加工的特性。经硫化处理的橡胶微粒(直径约1微米或更小的EPDM)均匀地混入热塑性基体(聚丙烯)中,形成了独特的热塑性人造橡胶。Santoprene® 是一种高性能的折环材料,它的成本比丁基橡胶还要低。虽然Santoprene® 在20世纪80年代初已经问世,但高流动性可注塑成型的Santoprene® 材料却是近几年才推出的。
 
应 用
 
Santoprene® rubber本质上是可以同现有的各种折环材料互相替代的,而且它具有优良的声学特性,质量轻、阻尼好。由于硬度(刚性)可选择,所以设计工程师就可以控制QMS/QTS,并能将高硬度的材料用于汽车的小型音箱、中等硬度用于广播喇叭及低硬度的用于高保真的低音和超低音喇叭。
泡棉简单、价格便宜而且容易使用,为什么扬声器设计师不怕麻烦,还要使用其他更贵的材料呢?当然材料的性能及其耐用性是重要的因素,但泡棉的低质量也是重要的因素,即使扬声器被装进音箱或汽车,它的泡棉折环也是看得见的,这样会使产品外观显得低档。
 
Santoprene® 已经被广泛地应用于汽车零售市场的低音喇叭和户外音响,但其他类型的市场如OEM汽车音响的中低音和家庭影院环绕声的低音喇叭仍然大部分用的是泡棉、布料或橡胶。注塑成型技术克服了Santoprene® 折环进不了这些市场的局限。
 
注塑成型的Santoprene® 折环虽然比橡胶轻但还是比泡棉和布重。能减轻Santoprene® 折环的重量的办法就是用更薄的材料和更硬的形状。当指定要用Santoprene® 时,扬声器设计师自然地会选择硬度(刚性)和厚度跟橡胶边相似的材料。实际上,为了保持运动质量轻、材料成本低,他们都会选择更轻更硬的Santoprene® 。为了优化折环的特性,应该选择用最薄的,而只有注塑成型才能做出那么薄的Santoprene®折环。垫圈可以同折环合成一体成型。
 
考虑採用注塑成型Santoprene® 折环这一方法的其他原因,是其不可抗拒的吸引力。Santoprene® 要求高性能的胶水和预处理剂把音盆跟折环粘起来,特别是PP片材。注塑成型的Santoprene® 不需要胶水及预处理剂就可以直接同音盆粘在一起。125mm的Santoprene® 折环成本不到10美分,仅仅比泡棉的价格略高一点。而它的灵敏度与泡棉差不多。
 
先进弹性体公司把Santoprene® 做成颗粒状,可以用来做成片材然后再吸塑成形,或者直接注塑成型折环。这些颗粒有多种规格,包括硬度(刚性)和抗紫外线等级。
 
注塑成型Santoprene® 扬声器配件的资金投入和工程技术要求都很高,但是其产品一致性非常高。AES公司及其音响领域代理商海帆国际有限公司会为客户提供专业的设计和技术解决方案,能够利用多年来积累的经验来帮助客户解决新产品的技术挑战,可现场为用户提供产品开发和设计上的支持、技术帮助和建议。
 
原文发表在《Voice Coil》杂志 2003年5月份第7期22页,翻译人获得《Voice Coil》杂志的特别许可,提供中文译文。
《Voice Coil》杂志是美国 Audio Amateur 公司旗下的一份主要音响刊物。
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