熱塑性硫化橡膠

TPV的制備方法通常有3種，即熔融共混法、溶液共混法、膠乳共混法。其中熔融共混法是最常見的，所采用的設(shè)備主要有2種，混煉機(jī)或者雙螺桿擠出機(jī)。根據(jù)工藝的不同，可以單獨(dú)使用一種設(shè)備，或者2種都使用。在工業(yè)上，因雙螺桿擠出機(jī)可以連續(xù)化生產(chǎn)，所以考慮到質(zhì)量穩(wěn)定，雙螺桿擠出機(jī)成為最為通用的動(dòng)態(tài)硫化設(shè)備。

動(dòng)態(tài)硫化的具體步驟如下：首先在密煉機(jī)內(nèi)將橡膠和塑料熔融共混，當(dāng)達(dá)到充分混合后，加入硫化劑，此時(shí)邊混合、邊硫化，如果硫化速度越快，那么混合程度也必須越激烈，以保證共混物具有良好的加工性能。因?yàn)橛蓄w粒狀的橡膠出售，所以可以不用密煉機(jī)混合塑料與橡膠，可以直接采用雙螺桿擠出機(jī)混合。在具體的工藝上，動(dòng)態(tài)硫化可以分2步走，塑料可以分2次加入與橡膠混合，以保護(hù)塑料在動(dòng)態(tài)硫化時(shí)受到硫化劑的氧化作用。

從熱塑性硫化橡膠的性能來說，主要在以下幾個(gè)方面有應(yīng)用：

1.密封（建筑/汽車密封條，密封圈）

2.SOFT TOUCH，柔軟的手感（手柄、握把）

3.抗沖、防震；柔韌性（腳輪、緩沖塊；電線電纜、軟管）

4.塑料改性，提高材料的韌性以及抗沖擊程度。

從熱塑性硫化橡膠的性能有別于一般的熱塑性彈性體來說，它的應(yīng)用更偏向于工業(yè)制品：

1.耐高溫方面，常規(guī)的全硫化PP/EPDM可達(dá)到135，杜邦推出的工程熱塑性硫化橡膠更可耐150以上；

2.耐溶劑及油品方面，TPV中因具有交聯(lián)的橡膠微粒相，所以通常比較耐溶劑和油品。

熱塑性硫化橡膠的名稱如果再說的詳細(xì)一點(diǎn)，那應(yīng)該是熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠（Thermoplastic Dyamic Vulcanizate），加了“動(dòng)態(tài)”2字是更具體說明了生產(chǎn)這種熱塑性硫化橡膠的工藝——?jiǎng)討B(tài)硫化，這種工藝指在橡膠和熱塑性塑料熔融共混過程中使橡膠硫化，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，然后通過磨粉設(shè)備把硫化好的橡膠磨成粉，最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，但只是處于實(shí)驗(yàn)室階段。

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必不可少的。另外為了降低成本或者提高某方面的性能，一些無機(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)過動(dòng)態(tài)硫化后具有實(shí)用價(jià)值，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)，要得到最佳性能的橡膠/熱塑性塑料動(dòng)態(tài)硫化共混物，必須滿足以下條件：（1）塑料和橡膠兩種聚合物的表面能匹配；（2）橡膠纏結(jié)分子鏈長度較低；（3）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。

盡管第二條、關(guān)于熱塑性硫化橡膠的組成提到可以大約生產(chǎn)99種熱塑性硫化橡膠，但實(shí)際上真正商業(yè)化的熱塑性硫化橡膠并不多，市場上最多的就是2類TPV：

1.PP/EPDM基材的聚烯烴類熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠

采用了動(dòng)態(tài)全硫化技術(shù)制備出來的最先進(jìn)的聚烯烴類熱塑性彈性體，與一般的聚烯烴類熱塑性彈性體相比，它在常溫下被環(huán)已烷萃取出的橡膠量很少，一般可少于3%，它的橡膠相的交聯(lián)密度大于5×10^-5mol/cm³，在微觀相形態(tài)上，一般的聚烯烴類熱塑性彈性體可因聚烯烴和橡膠的相對(duì)含量不同而呈不同結(jié)構(gòu)，而熱塑性硫化橡膠的微觀相形態(tài)由于在熔融共混過程中，高度硫化交聯(lián)的橡膠相被剪切成1～5μm微細(xì)粒子的，分散在聚烯烴基質(zhì)中構(gòu)成分散相，與橡膠相含量多少無關(guān)。橡塑兩相微區(qū)既呈分離狀態(tài)又有一定的聯(lián)接形式，這些都使它具有很多優(yōu)越性能，使其在更多方面和熱固性彈性體相接近，而又有熱塑性質(zhì)，成為對(duì)熱固性彈性體最強(qiáng)有力的競爭品種。

2.PP/NBR 基材的耐油性熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠

該體系因?yàn)橛蠳BR的存在，因此比PP/EPDM體系的TPV更耐油！但因?yàn)椴蝗菀捉鉀QPP和NBR的相容性問題，僅有少數(shù)企業(yè)能商業(yè)化生產(chǎn)。

熱塑性硫化橡膠（英文為Thermoplastic Vulcanizate），簡稱為TPV，熱塑性硫化橡膠的中文簡稱為熱塑性橡膠（英文Thermoplastic Rubber），簡稱為TPR，但這個(gè)名稱容易和其它種類的熱塑性彈性體（英文為Thermoplastic Elastomer）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的 。2100433B

簡介

熱塑性硫化橡膠 （英文為Thermoplastic Vulcanizate），簡稱為TPV，熱塑性硫化橡膠的中文簡稱為熱塑性橡膠（英文Thermoplastic Rubber），簡稱為TPR，但這個(gè)名稱容易和其它種類的熱塑性彈性體（英文為Thermoplastic Elastomer）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的。

熱塑性硫化橡膠的名稱如果再說的詳細(xì)一點(diǎn)，那應(yīng)該是熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠（英文為Thermoplastic Dyamic Vulcanizate），加了“動(dòng)態(tài)”2字是更具體說明了生產(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，然后通過磨粉設(shè)備把硫化好的橡膠磨成粉，最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。

熱塑性硫化橡膠的組成

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必不可少的。另外為了降低成本或者提高某方面的性能，一些無機(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)，要得到最佳性能的橡膠/熱塑性塑料動(dòng)態(tài)硫化共混物，必須滿足以下條件：

（1）塑料和橡膠兩種聚合物的表面能匹配；

（2）橡膠纏結(jié)分子鏈長度較低；

（3）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。

加工熱塑性硫化橡膠的設(shè)備必須能夠熔化、塑化以及熔融樹脂的混合，因此必須具有足夠的溫度和剪切力以獲得均勻的熔化溫度(至少350～370°F)。采用生產(chǎn)那些如PE，PP，PVC等的通用設(shè)備，便可獲得很好的效果。它們的L/D比為20：1，或者更大(最好至少為24：1)。漸變螺桿的壓縮比為3.0：1～3.5：1。機(jī)筒溫度要達(dá)到350～400 °F。在加工前，進(jìn)行熱空氣干燥是很必要的，尤其是對(duì)熱塑性硫化橡膠。

彈性合金在一般的往復(fù)螺桿機(jī)上，便可以注塑成型。它們注塑成型的周期短，脫模容易，并且可以生產(chǎn)出很好的外觀和形狀的制品。它們可以用標(biāo)準(zhǔn)注塑或在擠塑吹塑成型設(shè)備上擠塑吹塑成型、也可壓延，或是后成型以及熱焊接。這些材料也可用化學(xué)或物理性發(fā)泡劑發(fā)泡。

如果可以控制足夠的溫度(320～350 °F)、剪切力以及合適的粘度，現(xiàn)代的橡膠和塑料加工設(shè)備均可適用于可熔融加工的橡膠。因此，許多現(xiàn)代的橡膠擠出機(jī)、一些螺桿注料式橡膠注塑成型機(jī)以及一些橡膠壓延機(jī)都可以稍加改造用來加工可熔融加工的橡膠。一些塑料壓延機(jī)、往復(fù)式螺桿注塑成型機(jī)以及一些擠出機(jī)不會(huì)有過高的剪切熱，可以很容易地被采用。無論是用什么方法改造可熔融加工橡膠的生產(chǎn)設(shè)備，都可以保持原來生產(chǎn)塑料和橡膠的能力。

具有適當(dāng)流動(dòng)特性的可熔融加工的橡膠產(chǎn)品可以通過下列方法加工：擠塑。注塑成型、吹塑、壓延、以及熱成型。并且，注塑成型已經(jīng)被簡化;加寬了低粘度可熔融的橡膠的加工范圍，并且使加工所需的特殊要求降至最低。