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技術(shù)文章
熱塑性硫化橡膠TPV的性能
點(diǎn)擊次數(shù)：773 發(fā)布時(shí)間：2014-1-23
熱塑性硫化橡膠TPV
（1）熱塑性硫化橡膠，簡(jiǎn)稱為TPV，熱塑性硫化橡膠的中文簡(jiǎn)稱為熱塑性橡膠，簡(jiǎn)稱為TPR，但這個(gè)名稱容易和其它種類的熱塑性彈性體相混淆在一起，因?yàn)橥ǔ崴苄詮椥泽w也被大家叫做熱塑性橡膠。尤其是苯乙烯類彈性體，目前至少在中國(guó)似乎"TPR”已經(jīng)成為它的專有名稱了，一提起TPR，就是指以SBS、SEBS等苯乙烯類彈性體為基料的熱塑性彈性體，這與苯乙烯類彈性體在民用以及終端消費(fèi)品領(lǐng)域中消耗量之大是分不開(kāi)的。
熱塑性硫化橡膠的名稱如果再說(shuō)的詳細(xì)一點(diǎn)，那應(yīng)該是熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠，加了“動(dòng)態(tài)”2字是更具體說(shuō)明了生產(chǎn)這種熱塑性硫化橡膠的工藝—動(dòng)態(tài)硫化，這種工藝指在橡膠和熱塑性塑料熔融共混過(guò)程中使橡膠硫化，當(dāng)然在橡膠在硫化的同時(shí)也不斷與熱塑性塑料相混合，因此被硫化了的橡膠是作為分散相分布在熱塑性塑料連續(xù)相中。與之相對(duì)應(yīng)的熱塑性靜態(tài)硫化橡膠，就是指橡膠按傳統(tǒng)方法先硫化好，然后通過(guò)磨粉設(shè)備把硫化好的橡膠磨成粉，zui后與熔融的熱塑性塑料共混，理論上這種方法也能制得性能優(yōu)良的TPV，但到目前為止，只是處于實(shí)驗(yàn)室階段。
（2）TPV性能：良好的彈性和耐壓縮變形性，耐環(huán)境、耐老化性相當(dāng)于三元乙丙橡膠，同時(shí)其耐油耐溶劑性能與通用型氯丁橡膠不相上下。應(yīng)用溫度范圍廣（–60—150℃），軟硬度應(yīng)用范圍廣(2—54D),易染色的優(yōu)點(diǎn)大大提高了制品設(shè)計(jì)的自由度。優(yōu)良的加工性能：可用注射、擠出等熱塑性塑料的加工方法加工，、簡(jiǎn)單易行，無(wú)需增添設(shè)備，流動(dòng)性高、收縮率小。綠色環(huán)保，可回收使用，且反復(fù)使用六次性能無(wú)明顯下降，符合歐盟環(huán)保要求。比重輕（0.90—0.97），外觀質(zhì)量均勻，表面檔次高，手感好。基于以上性能特點(diǎn)，TPV在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域與傳統(tǒng)橡膠材料、其他TPE彈性體（包括TPR\SBS、SEBS、TPU等）材料或PVC等塑料材料相比，在綜合性能和綜合成本方面都具備一定的替代優(yōu)勢(shì)，從而為制品企業(yè)在產(chǎn)品創(chuàng)新、提升產(chǎn)品附加值、提高競(jìng)爭(zhēng)力方面提供了新的選擇。
（3）TPV的組成：TPV主要由二部分組成，一是塑料，作為連續(xù)相，二是橡膠作為分散相。通常橡膠需要與軟化油或增塑劑與之配合。硫化劑和一些輔助助劑也是*的。另外為了降低成本或者提高某方面的性能，一些無(wú)機(jī)填料會(huì)被填加。許多塑料和橡膠之間可形成TPV，但僅有個(gè)別共混物經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)硫化后具有實(shí)用價(jià)值，目前商業(yè)化的有PP/PE/EPDM，PP/NBR，PP/ACM，PS/SEBS。
在化工出版社《熱塑性彈性體》一書(shū)中對(duì)11種橡膠和9種塑料制備的99種橡膠/塑料共混物進(jìn)行了評(píng)論，研究發(fā)現(xiàn)，要得到*性能的橡膠/熱塑性塑料動(dòng)態(tài)硫化共混物，必須滿足以下條件：塑料和橡膠兩種聚合物的表面能匹配；橡膠纏結(jié)分子鏈長(zhǎng)度較低；塑料的結(jié)晶度大于15%。當(dāng)塑料與橡膠之間的極性或表面能差別比較大的情況下，添加合適的相容劑，再進(jìn)行動(dòng)態(tài)硫化，也可以得到性能優(yōu)良的共混物。
（4）TPV加工工藝：不同牌號(hào)的熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠（TPV）都可以采用擠塑加工生產(chǎn)軟管、管材、型材、片材或電纜的絕緣層和護(hù)套層。對(duì)于擠出加工，螺桿長(zhǎng)徑比（L/D）zui少是20：1。推薦：是L/D為24：1或更大比例（如30：1或32：1）不同牌號(hào)的熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠（TPV）可以在非常相似的成型工藝上加工。
擠塑推薦溫度175~195。實(shí)際的擠出溫度設(shè)置隨著長(zhǎng)徑比（L/D）、螺桿設(shè)計(jì)以及牌號(hào)的變化而變化。其中，zui重要的溫度是熔體溫度，如螺桿的轉(zhuǎn)速和機(jī)筒段，機(jī)頭和模頭的溫度都會(huì)影響熔體的溫度。建議使用zui低溫控操作，即通過(guò)調(diào)整各加熱段的溫度，在保證塑化質(zhì)量的同時(shí)，盡量降低擠出的溫度。注塑推薦溫度設(shè)置：180~190ºC
（5）典型的TPV材料：熱塑性三元乙丙動(dòng)態(tài)硫化彈性體或熱塑性三元乙丙動(dòng)態(tài)硫化橡膠。它是高度硫化的三元乙丙橡膠EPDM微粒分散在連續(xù)聚丙烯PP相中組成的高分子彈性體材料。TPV常溫下的物理性能和功能類似于熱固性橡膠，在高溫下表現(xiàn)為熱塑性塑料的特性，可以快速經(jīng)濟(jì)和方便地加工成型。TPV熱塑性三元乙丙動(dòng)態(tài)硫化彈性體/橡膠將硫化橡膠材料通過(guò)動(dòng)態(tài)硫化使三元乙丙橡膠EPDM以低于2微米尺寸的微粒分散在聚丙烯PP塑料基體中，和交聯(lián)劑、操作油等進(jìn)行熔融混合,一邊進(jìn)行交聯(lián)。把橡膠與塑料的特性很好的結(jié)合在一起，得到綜合性能優(yōu)異的高性能彈性體材料。原材料的添加順序和滯留時(shí)間等可根據(jù)所選擇的不同的相容劑,在形態(tài)學(xué)上加以控制。這是各個(gè)公司各自掌握的技術(shù)秘密。
（6）TPV熱塑性三元乙丙動(dòng)態(tài)硫化彈性體/橡膠的主要特點(diǎn)：優(yōu)異的抗老化性能和良好的耐候、耐熱性能、抗*變形性能、抗張強(qiáng)度、高韌性和高回彈性；優(yōu)異的環(huán)保性能和可重復(fù)使用；優(yōu)異的電絕緣性能；硬度范圍廣泛；使用溫度范圍廣泛；顏色多樣化，有全透明、半透明、淺色系列，著色容易，容易加工成型；可與PP、PA、PC、ABS、PS、PBT、PET等多種材料共注射或擠出成型。廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、消費(fèi)用品、電子電器、交通器材、建筑建材等。
（1）熱塑性硫化橡膠，簡(jiǎn)稱為TPV，熱塑性硫化橡膠的中文簡(jiǎn)稱為熱塑性橡膠，簡(jiǎn)稱為TPR，但這個(gè)名稱容易和其它種類的熱塑性彈性體相混淆在一起，因?yàn)橥ǔ崴苄詮椥泽w也被大家叫做熱塑性橡膠。尤其是苯乙烯類彈性體，目前至少在中國(guó)似乎"TPR”已經(jīng)成為它的專有名稱了，一提起TPR，就是指以SBS、SEBS等苯乙烯類彈性體為基料的熱塑性彈性體，這與苯乙烯類彈性體在民用以及終端消費(fèi)品領(lǐng)域中消耗量之大是分不開(kāi)的。
熱塑性硫化橡膠的名稱如果再說(shuō)的詳細(xì)一點(diǎn)，那應(yīng)該是熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠，加了“動(dòng)態(tài)”2字是更具體說(shuō)明了生產(chǎn)這種熱塑性硫化橡膠的工藝—動(dòng)態(tài)硫化，這種工藝指在橡膠和熱塑性塑料熔融共混過(guò)程中使橡膠硫化，當(dāng)然在橡膠在硫化的同時(shí)也不斷與熱塑性塑料相混合，因此被硫化了的橡膠是作為分散相分布在熱塑性塑料連續(xù)相中。與之相對(duì)應(yīng)的熱塑性靜態(tài)硫化橡膠，就是指橡膠按傳統(tǒng)方法先硫化好，然后通過(guò)磨粉設(shè)備把硫化好的橡膠磨成粉，zui后與熔融的熱塑性塑料共混，理論上這種方法也能制得性能優(yōu)良的TPV，但到目前為止，只是處于實(shí)驗(yàn)室階段。
（2）TPV性能：良好的彈性和耐壓縮變形性，耐環(huán)境、耐老化性相當(dāng)于三元乙丙橡膠，同時(shí)其耐油耐溶劑性能與通用型氯丁橡膠不相上下。應(yīng)用溫度范圍廣（–60—150℃），軟硬度應(yīng)用范圍廣(2—54D),易染色的優(yōu)點(diǎn)大大提高了制品設(shè)計(jì)的自由度。優(yōu)良的加工性能：可用注射、擠出等熱塑性塑料的加工方法加工，、簡(jiǎn)單易行，無(wú)需增添設(shè)備，流動(dòng)性高、收縮率小。綠色環(huán)保，可回收使用，且反復(fù)使用六次性能無(wú)明顯下降，符合歐盟環(huán)保要求。比重輕（0.90—0.97），外觀質(zhì)量均勻，表面檔次高，手感好。基于以上性能特點(diǎn)，TPV在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域與傳統(tǒng)橡膠材料、其他TPE彈性體（包括TPR\SBS、SEBS、TPU等）材料或PVC等塑料材料相比，在綜合性能和綜合成本方面都具備一定的替代優(yōu)勢(shì)，從而為制品企業(yè)在產(chǎn)品創(chuàng)新、提升產(chǎn)品附加值、提高競(jìng)爭(zhēng)力方面提供了新的選擇。
（3）TPV的組成：TPV主要由二部分組成，一是塑料，作為連續(xù)相，二是橡膠作為分散相。通常橡膠需要與軟化油或增塑劑與之配合。硫化劑和一些輔助助劑也是*的。另外為了降低成本或者提高某方面的性能，一些無(wú)機(jī)填料會(huì)被填加。許多塑料和橡膠之間可形成TPV，但僅有個(gè)別共混物經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)硫化后具有實(shí)用價(jià)值，目前商業(yè)化的有PP/PE/EPDM，PP/NBR，PP/ACM，PS/SEBS。
在化工出版社《熱塑性彈性體》一書(shū)中對(duì)11種橡膠和9種塑料制備的99種橡膠/塑料共混物進(jìn)行了評(píng)論，研究發(fā)現(xiàn)，要得到*性能的橡膠/熱塑性塑料動(dòng)態(tài)硫化共混物，必須滿足以下條件：塑料和橡膠兩種聚合物的表面能匹配；橡膠纏結(jié)分子鏈長(zhǎng)度較低；塑料的結(jié)晶度大于15%。當(dāng)塑料與橡膠之間的極性或表面能差別比較大的情況下，添加合適的相容劑，再進(jìn)行動(dòng)態(tài)硫化，也可以得到性能優(yōu)良的共混物。
（4）TPV加工工藝：不同牌號(hào)的熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠（TPV）都可以采用擠塑加工生產(chǎn)軟管、管材、型材、片材或電纜的絕緣層和護(hù)套層。對(duì)于擠出加工，螺桿長(zhǎng)徑比（L/D）zui少是20：1。推薦：是L/D為24：1或更大比例（如30：1或32：1）不同牌號(hào)的熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠（TPV）可以在非常相似的成型工藝上加工。
擠塑推薦溫度175~195。實(shí)際的擠出溫度設(shè)置隨著長(zhǎng)徑比（L/D）、螺桿設(shè)計(jì)以及牌號(hào)的變化而變化。其中，zui重要的溫度是熔體溫度，如螺桿的轉(zhuǎn)速和機(jī)筒段，機(jī)頭和模頭的溫度都會(huì)影響熔體的溫度。建議使用zui低溫控操作，即通過(guò)調(diào)整各加熱段的溫度，在保證塑化質(zhì)量的同時(shí)，盡量降低擠出的溫度。注塑推薦溫度設(shè)置：180~190ºC
（5）典型的TPV材料：熱塑性三元乙丙動(dòng)態(tài)硫化彈性體或熱塑性三元乙丙動(dòng)態(tài)硫化橡膠。它是高度硫化的三元乙丙橡膠EPDM微粒分散在連續(xù)聚丙烯PP相中組成的高分子彈性體材料。TPV常溫下的物理性能和功能類似于熱固性橡膠，在高溫下表現(xiàn)為熱塑性塑料的特性，可以快速經(jīng)濟(jì)和方便地加工成型。TPV熱塑性三元乙丙動(dòng)態(tài)硫化彈性體/橡膠將硫化橡膠材料通過(guò)動(dòng)態(tài)硫化使三元乙丙橡膠EPDM以低于2微米尺寸的微粒分散在聚丙烯PP塑料基體中，和交聯(lián)劑、操作油等進(jìn)行熔融混合,一邊進(jìn)行交聯(lián)。把橡膠與塑料的特性很好的結(jié)合在一起，得到綜合性能優(yōu)異的高性能彈性體材料。原材料的添加順序和滯留時(shí)間等可根據(jù)所選擇的不同的相容劑,在形態(tài)學(xué)上加以控制。這是各個(gè)公司各自掌握的技術(shù)秘密。
（6）TPV熱塑性三元乙丙動(dòng)態(tài)硫化彈性體/橡膠的主要特點(diǎn)：優(yōu)異的抗老化性能和良好的耐候、耐熱性能、抗*變形性能、抗張強(qiáng)度、高韌性和高回彈性；優(yōu)異的環(huán)保性能和可重復(fù)使用；優(yōu)異的電絕緣性能；硬度范圍廣泛；使用溫度范圍廣泛；顏色多樣化，有全透明、半透明、淺色系列，著色容易，容易加工成型；可與PP、PA、PC、ABS、PS、PBT、PET等多種材料共注射或擠出成型。廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、消費(fèi)用品、電子電器、交通器材、建筑建材等。