热塑性硫化橡胶

热塑性动态硫化橡胶

热塑性硫化橡胶（Thermoplastic Vulcanizate），简称为TPV，热塑性硫化橡胶的中文简称为热塑性橡胶（Thermoplastic Rubber），简称为TPR，但这个名称容易和其它种类的热塑性弹性体（Thermoplastic Elastomer）相混淆在一起，因为通常热塑性弹性体也被大家叫作热塑性橡胶，尤其是苯乙烯类弹性体，至少在中国似乎“TPR”已经成为它的专有名称了，一提起TPR，就是指以SBS、SEBS等苯乙烯类弹性体为基料的热塑性弹性体，这与苯乙烯类弹性体在民用以及终端消费品领域中消耗量之大是分不开的。

概念

热塑性硫化橡胶的名称如果再说的详细一点，那应该是热塑性动态硫化橡胶（Thermoplastic Dyamic Vulcanizate），加了“动态”2字是更具体说明了生产这种热塑性硫化橡胶的工艺——动态硫化，这种工艺指在橡胶和热塑性塑料熔融共混过程中使橡胶硫化，当然在橡胶在硫化的同时也不断与热塑性塑料相混合，因此被硫化了的橡胶是作为分散相分布在热塑性塑料连续相中。与之相对应的热塑性静态硫化橡胶，就是指橡胶按传统方法先硫化好，然后通过磨粉设备把硫化好的橡胶磨成粉，最后与熔融的热塑性塑料共混，理论上这种方法也能制得性能优良的TPV，但只是处于实验室阶段。

组成

TPV主要由二部分组成，一是塑料，作为连续相，二是橡胶作为分散相。通常橡胶需要与软化油或增塑剂与之配合。硫化剂和一些辅助助剂也是必不可少的。另外为了降低成本或者提高某方面的性能，一些无机填料会被填加。

许多塑料和橡胶之间可形成TPV，但仅有个别共混物经过动态硫化后具有实用价值，商业化的有PP/PE/EPDM，PP/NBR，PP/ACM，PS/SEBS。在化工出版社《热塑性弹性体》一书中对11种橡胶和9种塑料制备的99种橡胶/塑料共混物进行了评论，研究发现，要得到最佳性能的橡胶/热塑性塑料动态硫化共混物，必须满足以下条件：（1）塑料和橡胶两种聚合物的表面能匹配；（2）橡胶缠结分子链长度较低；（3）塑料的结晶度大于15%。当塑料与橡胶之间的极性或表面能差别比较大的情况下，添加合适的相容剂，再进行动态硫化，也可以得到性能优良的共混物。

制备

TPV的制备方法通常有3种，即熔融共混法、溶液共混法、胶乳共混法。其中熔融共混法是最常见的，所采用的设备主要有2种，混炼机或者双螺杆挤出机。根据工艺的不同，可以单独使用一种设备，或者2种都使用。在工业上，因双螺杆挤出机可以连续化生产，所以考虑到质量稳定，双螺杆挤出机成为最为通用的动态硫化设备。

动态硫化的具体步骤如下：首先在密炼机内将橡胶和塑料熔融共混，当达到充分混合后，加入硫化剂，此时边混合、边硫化，如果硫化速度越快，那么混合程度也必须越激烈，以保证共混物具有良好的加工性能。因为有颗粒状的橡胶出售，所以可以不用密炼机混合塑料与橡胶，可以直接采用双螺杆挤出机混合。在具体的工艺上，动态硫化可以分2步走，塑料可以分2次加入与橡胶混合，以保护塑料在动态硫化时受到硫化剂的氧化作用。

注射方法

打破的热固性橡胶的成型方法，该方法的回收塑料的各种成型方法与传统的热固性橡胶不同，不仅具有高弹性和高的性能的热固性橡胶的作用，用于成型的价格，并且可以很容易地回收利用。在这项研究中，动态硫化的天然橡胶/线性低密度聚乙烯共混物的研究的基础上的硅烷偶联剂，甲基丙烯酸缩水甘油酯/苯乙烯/过氧化二异丙基苯，多单体“原始比特类型的制备”的增容改性的复合周围的红色磷系阻燃剂的阻燃效果，静态和动态力学性能和热分解性能，性能优良，为进一步研究和开发，使用环保阻燃中的实际值与提供的参考价值。

剪切和拉伸流动的机械加工，在变相过程中，实现的热分解的程度的原料。是必要的，以确保每一个部分的同样程度的处理，这样可避免某些部分不搅拌剪切力导致最终产生斑点和凝胶材料。通过TPE剪切和拉伸流动研究表明，热塑性弹性体具有相似的相对粘度，将有利于驱散。当一个临界值以上毛细血管的数量，只要简单的剪切流动，可以达到良好的分散。当然，实验证明，使用拉伸流动，可以更好地实现分散。橡胶高弹性，高强度，高弹性，但也有注塑加工的特征，环保无毒安全，硬度范围广，优良的着色性，触感柔软，耐候性，耐疲劳性和耐温性优越的加工性能，不固化，可以循环使用，以降低成本，无论是二次注塑。

应用

从热塑性硫化橡胶的性能来说，主要在以下几个方面有应用：

1.密封（建筑/汽车密封条，密封圈）

2.SOFT TOUCH，柔软的手感（手柄、握把）

3.抗冲、防震；柔韧性（脚轮、缓冲块；电线电缆、软管）

4.塑料改性，提高材料的韧性以及抗冲击程度。

从热塑性硫化橡胶的性能有别于一般的热塑性弹性体来说，它的应用更偏向于工业制品：

1.耐高温方面，常规的全硫化PP/EPDM可达到135，杜邦推出的工程热塑性硫化橡胶更可耐150以上；

2.耐溶剂及油品方面，TPV中因具有交联的橡胶微粒相，所以通常比较耐溶剂和油品。

商业化介绍

尽管第二条、关于热塑性硫化橡胶的组成提到可以大约生产99种热塑性硫化橡胶，但实际上真正商业化的热塑性硫化橡胶并不多，市场上最多的就是2类TPV：

1.PP/EPDM基材的聚烯烃类热塑性动态硫化橡胶

采用了动态全硫化技术制备出来的最先进的聚烯烃类热塑性弹性体，与一般的聚烯烃类热塑性弹性体相比，它在常温下被环已烷萃取出的橡胶量很少，一般可少于3%，它的橡胶相的交联密度大于5×10-5mol/cm3，在微观相形态上，一般的聚烯烃类热塑性弹性体可因聚烯烃和橡胶的相对含量不同而呈不同结构，而热塑性硫化橡胶的微观相形态由于在熔融共混过程中，高度硫化交联的橡胶相被剪切成1～5μm微细粒子的，分散在聚烯烃基质中构成分散相，与橡胶相含量多少无关。橡塑两相微区既呈分离状态又有一定的联接形式，这些都使它具有很多优越性能，使其在更多方面和热固性弹性体相接近，而又有热塑性质，成为对热固性弹性体最强有力的竞争品种。

2.PP/NBR 基材的耐油性热塑性动态硫化橡胶

该体系因为有NBR的存在，因此比PP/EPDM体系的TPV更耐油。但因为不容易解决PP和NBR的相容性问题，仅有少数企业能商业化生产。

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