熱塑性硫化橡膠

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。

基本介紹

• 中文名：熱塑性硫化橡膠
• 外文名：Thermoplastic Vulcanizate
• 簡稱：TPV
• 全稱：熱塑性動態硫化橡膠

概念

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硫化橡膠（英文為Thermoplastic Dyamic Vulcanizate），加了“動態”2字是更具體說明了生產這種熱塑性硫化橡膠的工藝---動態硫化，這種工藝指在橡膠和熱塑性塑膠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膠相混合，因此被硫化了的橡膠是作為分散相分布在熱塑性塑膠連續相中。與之相對應的熱塑性靜態硫化橡膠，就是指橡膠按傳統方法先硫化好，然後通過磨粉設備把硫化好的橡膠磨成粉，最後與熔融的熱塑性塑膠共混，理論上這種方法也能製得性能優良的TPV，但到目前為止，只是處於實驗室階段。

組成

TPV主要由二部分組成，一是塑膠，作為連續相，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。

許多塑膠和橡膠之間可形成TPV，但僅有個別共混物經過動態硫化後具有實用價值，目前商業化的有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種塑膠製備的99種橡膠/塑膠共混物進行了評論，研究發現，要得到最佳性能的橡膠/熱塑性塑膠動態硫化共混物，必須滿足以下條件：（1）塑膠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）塑膠的結晶度大於15%。當塑膠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，再進行動態硫化，也可以得到性能優良的共混物。

製備

TPV的製備方法通常有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，所採用的設備主要有2種，混煉機或者雙騾桿擠出機。根據工藝的不同，可以單獨使用一種設備，或者2種都使用。在工業上，因雙騾桿擠出機可以連續化生產，所以考慮到質量穩定，雙騾桿擠出機成為最為通用的動態硫化設備。

動態硫化的具體步驟如下：首先在密煉機內將橡膠和塑膠熔融共混，當達到充分混合後，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。目前因為有顆粒狀的橡膠出售，所以可以不用密煉機混合塑膠與橡膠，可以直接採用雙騾桿擠出機混合。在具體的工藝上，動態硫化可以分2步走，塑膠可以分2次加入與橡膠混合，以保護塑膠在動態硫化時受到硫化劑的氧化作用。

注射方法

打破的熱固性橡膠的成型方法，該方法的回收塑膠的各種成型方法與傳統的熱固性橡膠不同，不僅具有高彈性和高的性能的熱固性橡膠的作用，用於成型的價格，並且可以很容易地回收利用。在這項研究中，動態硫化的天然橡膠/線性低密度聚乙烯共混物的研究的基礎上的矽烷偶聯劑，甲基丙烯酸縮水甘油酯/苯乙烯/過氧化二異丙基苯，多單體“原始比特類型的製備”的增容改性的複合周圍的紅色磷系阻燃劑的阻燃效果，靜態和動態力學性能和熱分解性能，性能優良，為進一步研究和開發，使用環保阻燃中的實際值與提供的參考價值。

剪下和拉伸流動的機械加工，在變相過程中，實現的熱分解的程度的原料。是必要的，以確保每一個部分的同樣程度的處理，這樣可避免某些部分不攪拌剪下力導致最終產生斑點和凝膠材料。通過TPE剪下和拉伸流動研究表明，熱塑性彈性體具有相似的相對粘度，將有利於驅散。當一個臨界值以上毛細血管的數量，只要簡單的剪下流動，可以達到良好的分散。當然，實驗證明，，使用拉伸流動，可以更好地實現分散。橡膠高彈性，高強度，高彈性，但也有注塑加工的特徵，環保無毒安全，硬度範圍廣，優良的著色性，觸感柔軟，耐候性，耐疲勞性和耐溫性優越的加工性能，不固化，可以循環使用，以降低成本，無論是二次注塑。

套用

從熱塑性硫化橡膠的性能來說，主要在以下幾個方面有套用：

1.密封（建築/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、緩衝塊；電線電纜、軟管）

4.塑膠改性，提高材料的韌性以及抗衝擊程度。

從熱塑性硫化橡膠的性能有別於一般的熱塑性彈性體來說，它的套用更偏向於工業製品：

1.耐高溫方面，常規的全硫化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中因具有交聯的橡膠微粒相，所以通常比較耐溶劑和油品。

商業化介紹

儘管第二條、關於熱塑性硫化橡膠的組成提到可以大約生產99種熱塑性硫化橡膠，但實際上真正商業化的熱塑性硫化橡膠並不多，目前市場上最多的就是2類TPV：

1）PP/EPDM基材的聚烯烴類熱塑性動態硫化橡膠

採用了動態全硫化技術製備出來的目前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，它在常溫下被環已烷萃取出的橡膠量很少，一般可少於3%，它的橡膠相的交聯密度大於5×10-5mol/cm3，在微觀相形態上，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由於在熔融共混過程中，高度硫化交聯的橡膠相被剪下成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。橡塑兩相微區既呈分離狀態又有一定的聯接形式，這些都使它具有很多優越性能，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，目前僅有少數企業能商業化生產。