熱塑性硫化橡膠應用

從熱塑性硫化橡膠的性能來說，主要在以下幾個方面有應用：

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。

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，所采用的設備主要有2種，混煉機或者雙螺桿擠出機。根據(jù)工藝的不同，可以單獨使用一種設備，或者2種都使用。在工業(yè)上，因雙螺桿擠出機可以連續(xù)化生產(chǎn)，所以考慮到質量穩(wěn)定，雙螺桿擠出機成為最為通用的動態(tài)硫化設備。

動態(tài)硫化的具體步驟如下：首先在密煉機內將橡膠和塑料熔融共混，當達到充分混合后，加入硫化劑，此時邊混合、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。因為有顆粒狀的橡膠出售，所以可以不用密煉機混合塑料與橡膠，可以直接采用雙螺桿擠出機混合。在具體的工藝上，動態(tài)硫化可以分2步走，塑料可以分2次加入與橡膠混合，以保護塑料在動態(tài)硫化時受到硫化劑的氧化作用。

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，一些無機填料會被填加。

許多塑料和橡膠之間可形成TPV，但僅有個別共混物經(jīng)過動態(tài)硫化后具有實用價值，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11種橡膠和9種塑料制備的99種橡膠/塑料共混物進行了評論，研究發(fā)現(xiàn)，要得到最佳性能的橡膠/熱塑性塑料動態(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）橡膠纏結分子鏈長度較低；（3）塑料的結晶度大于15%。當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，再進行動態(tài)硫化，也可以得到性能優(yōu)良的共混物。

熱塑性硫化橡膠的名稱如果再說的詳細一點，那應該是熱塑性動態(tài)硫化橡膠（Thermoplastic Dyamic Vulcanizate），加了“動態(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，當然在橡膠在硫化的同時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。與之相對應的熱塑性靜態(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，但只是處于實驗室階段。

盡管第二條、關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態(tài)硫化橡膠

采用了動態(tài)全硫化技術制備出來的最先進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含量不同而呈不同結構，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微細粒子的，分散在聚烯烴基質中構成分散相，與橡膠相含量多少無關。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，成為對熱固性彈性體最強有力的競爭品種。

2.PP/NBR 基材的耐油性熱塑性動態(tài)硫化橡膠

該體系因為有NBR的存在，因此比PP/EPDM體系的TPV更耐油！但因為不容易解決PP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，因為通常熱塑性彈性體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品領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，因為通常熱塑性彈性體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品領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一點，那應該是熱塑性動態(tài)硫化橡膠（英文為Thermoplastic Dyamic Vulcanizate），加了“動態(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，當然在橡膠在硫化的同時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。與之相對應的熱塑性靜態(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，只是處于實驗室階段。

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，一些無機填料會被填加。

許多塑料和橡膠之間可形成TPV，但僅有個別共混物經(jīng)過動態(tài)硫化后具有實用價值，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11種橡膠和9種塑料制備的99種橡膠/塑料共混物進行了評論，研究發(fā)現(xiàn)，要得到最佳性能的橡膠/熱塑性塑料動態(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）橡膠纏結分子鏈長度較低；

（3）塑料的結晶度大于15%。當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，再進行動態(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。機筒溫度要達到350～400 °F。在加工前，進行熱空氣干燥是很必要的，尤其是對熱塑性硫化橡膠。

彈性合金在一般的往復螺桿機上，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。它們可以用標準注塑或在擠塑吹塑成型設備上擠塑吹塑成型、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、一些螺桿注料式橡膠注塑成型機以及一些橡膠壓延機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、往復式螺桿注塑成型機以及一些擠出機不會有過高的剪切熱，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)設備，都可以保持原來生產(chǎn)塑料和橡膠的能力。

具有適當流動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。