熱塑性彈性體合金

熱塑性彈性體合金是一種合金，特點是既有熱固性橡膠的性能，也具有熱塑性樹脂的性能，它們可以代替橡膠，主要是由於它們在加工上的優越性。

簡介

熱塑性彈體型(彈性)合金具有許多優越的性能。可以不經硫化，這樣提高了產率、減少了邊腳料並使對混煉的依賴性降至最低。要使熱塑性彈性體能與橡膠競爭，它要有低硬度、空間柔曲性和負荷變形、完全恢復形狀等性能。對柔性塑膠的性能要求與熱固性橡膠完全不同，為了滿足這些套用的需要，合金必須要具有剛性(彎曲模量)、衝擊韌度以及拉伸強度等特點。它們之所以能代替柔性塑膠，是由於其具有更優越的性能如低溫柔曲性、抗蠕變性、彈性恢復以及很好的摩擦係數。作為第一種熱塑性彈性體合金——熱塑性硫化橡膠(TPVS)，是1981年問世的。這種材料是橡膠和塑膠的混合物，其中橡膠部分被高度硫化。作為商業產品的有乙丙橡膠或丁睛橡膠與聚丙烯(PP)的混合物，其中硫化橡膠完全被分散。經高效硫化共混後這種混合物與其它簡單的聚合物共混物(其中橡膠相未硫化，只預交聯或只有部分流化)是大不相同的。熱塑性硫化橡膠的性能也可在製造時將完全硫化的橡膠(如EPDM)完全分散在PP連續相中而大大增強還報導過一些可硫化共混的橡膠，如天然橡膠與結晶性或半結晶性熱塑性塑膠的雙組份共混體系的例子。

單相體系的可熔融加工的彈性體合金，是在1985年問世的。這種新型材料(MPR)是一種合成彈性體，它兼具有橡膠和塑膠的性質，可用塑膠加工設備進行加工，也可用改進過的橡膠加工設備進行加工。

這些材料有專利的乙烯共聚物和氯化聚烯烴合金，其中乙烯聚合物已原位交聯。加入增塑劑和填充物可增加柔曲性和補強。

可熔融加工橡膠在化學性質上可設計成最具有橡膠性的。如同熱固性橡膠，含有可熔融加工橡膠聚合物結構具有很低的結晶度、低彎曲模量、非常好的拉伸變形，應力一應變曲線與氯丁橡膠和丁腈橡膠非常相似。

最近，注塑成型品級的產品有了很大發展，提高了流動性和注塑成型能力。對於這些中等粘度聚合物的加工範圍，也比最初的品級大大加寬。這些材料的粘度既有剪下依賴性又有溫度依賴性，允許這些產品在注塑成型過程中在形狀、尺寸、厚度上有所變化。製品具有較低的收縮性、更好的清晰度以及優越的外觀。

性能

市面出售的彈性合金在硬度上可達到邵氏A54一邵氏D50。產品等級有一般用途的擠塑和注塑成型級、阻燃級、FDA規格級以及醫用級。極限拉伸強度從7.6～27.6MPa，彎曲模量可從5.5(MPR)到345MPa(TPVS)。

通常， EPDM/PP的 TPVS以其物理、機械的綜合性能而聞名。一些柔軟級別比重低、硬度範圍寬、抗壓縮永久變形好以及熱變化性好。熱塑性硫化橡膠的各種 NBR/PP品級是很好的了胎橡膠替代品。它們具有很好的耐油料、耐燃油性。丁基橡膠與PP的熱塑性硫化橡膠具有低的透水性、透氣性，並且象可熔融加工橡膠一樣能吸收能量。

一些可熔融加工性橡膠製品具有非常好的美學性能，並且有橡膠柔軟性、裝飾性以及手感。可熔融加工的橡膠製品也有硫化橡膠的性能，具有不尋常的耐熱、耐油、耐化學品以及很好的耐候性。可熔融加工橡膠可用作PVC的改性，並且可與某些熱塑性塑膠一起加工，以製成複合材料和擠塑型材。

加工

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下力以獲得均勻的熔化溫度(至少350～370°F)。採用生產那些如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，進行熱空氣乾燥是很必要的，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，並且可以生產出很好的外觀和形狀的製品。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，或是後成型以及熱焊接。這些材料也可用化學或物理性發泡劑發泡。

如果可以控制足夠的溫度(320～350 °F)、剪下力以及合適的粘度，現代的橡膠和塑膠加工設備均可適用於可熔融加工的橡膠。因此，許多現代的橡膠擠出機、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。一些塑膠壓延機、往復式螺桿注塑成型機以及一些擠出機不會有過高的剪下熱，可以很容易地被採用。無論是用什麼方法改造可熔融加工橡膠的生產設備，都可以保持原來生產塑膠和橡膠的能力。

具有適當流動特性的可熔融加工的橡膠產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。並且，注塑成型已經被簡化;加寬了低粘度可熔融的橡膠的加工範圍，並且使加工所需的特殊要求降至最低。

套用

可熔融加工的橡膠主要用於製作擠塑、模塑成型、吹塑以及壓延的製品。這些產品可以用可熔融加工橡膠直接製成，也可由PVC與可熔融加工橡膠共混物製成。

可熔融加工的橡膠與選用的PVC一類熱塑性塑膠共同加工，可以得到預期的模塑複合材料和具有剛性和彎曲性的熱塑性組份的共擠出型材。

迄今大多數被使用的可熔融加工的橡膠產品大都是擠塑製品。包括：建築物和汽車窗密封條、製冷器軟管外套管。電纜包皮、門密封墊以及膠乳芯棒。可熔融加工橡膠的擠塑一吹塑產品也可以用於生產迴旋狀汽車胎墊。

用可熔融加工橡膠模塑的各種形狀的“橡膠”製品最多。模塑成型有一大片市場領域，它可以滿足許多不同的需求。預計新的模塑成型產品將很快被廣泛採用。這種模塑成型產品包括：支柱接頭。液下閥門墊片、計算機插頭墊(用於電纜口的密封)、用於測試儀器的精密A型圖、用於減震的機車氣缸墊、用於緩衝和封接的模塑墊圈、汽車刮水器刮片、以及盲柄和門扶手組件。

熱塑性硫化橡膠在汽車部件，如軟管外套管、密封墊、迴旋狀胎墊、門窗密封等的套用中，非常重要。由於有很好的電性能，所以它被廣泛套用於電子、電器工業中的電纜、電線包皮。在許多建築和結構用途中可用作膨脹接頭和密封件。特殊品級的熱塑性硫化橡膠產品可接觸食品。飲料、藥物以及活體組織。熱塑性硫化橡膠在醫學方面的套用包括注射器、藥瓶塞、床單以及給料泵的膜等。