熱塑性硫化膠（tpv）的結(jié)構(gòu)性能及其應(yīng)用

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1、熱塑性硫化膠（TPV）的結(jié)構(gòu)性能及其應(yīng)用熱塑性硫化膠(TPV)的結(jié)構(gòu)性能及其應(yīng)用佘慶彥田洪池韓吉彬陳文泉劉小平（山東道恩北化彈性體材料有限公司，山東龍口100029）1熱塑性彈性體的分類熱塑性彈性體(Thermoplasticelastomers，TPE)是一種在常溫顯示橡膠高彈性，高溫下又可進行塑性加工的一類高分子材料，兼有熱塑性塑料的加工成型特征和硫化橡膠的彈性，常被人們稱為第三代橡膠。與傳統(tǒng)的橡膠材料相比，TPE具有可反復(fù)成型，邊角料和廢棄物可回收利用的特點，因此，TPE成為目前發(fā)展速度較快的高分子材料品

2、種之一。目前，經(jīng)過多年的開發(fā)，TPE品種得到很大的豐富。通常，按交聯(lián)性質(zhì)的不同，主要可分為物理交聯(lián)型和化學(xué)交聯(lián)型兩大類；按高分子鏈結(jié)構(gòu)特征的不同，主要可分為嵌段聚合物和接枝聚合物兩大類；而在商業(yè)流通中，習(xí)慣按其制備生產(chǎn)方法的不同進行分類，主要分為化學(xué)合成法和橡/塑機械共混法兩大類（如表1）。表1熱塑性彈性體（TPE）的種類熱塑性彈性體化學(xué)合成法嵌段共聚物聚苯乙烯－彈性體嵌段共聚物SBS、SEBS、SIS多嵌段共聚物聚酯類聚氨酯類聚酰胺類聚烯烴類聚硅氧烷類氟烯烴共聚物（氟橡膠類）接枝共聚物氯化丁基橡膠－接枝聚苯乙

3、烯類聚丁二烯橡膠－接枝聚苯乙烯類乙丙橡膠－接枝聚苯乙烯類均聚物高1,2－聚丁二烯反1,4－聚異戊二烯機械共混法乙丙橡膠/聚丙稀類簡單（非硫化）共混法動態(tài)硫化共混法部分硫化TPO全硫化TPV二烯烴橡膠/聚烯烴類NR/PP(PE)SBR(BR)/PP(PE)NBR/PP－5－熱塑性硫化膠（TPV）的結(jié)構(gòu)性能及其應(yīng)用NBR/PVC類非交聯(lián)型交聯(lián)型離子型IIR/PPACM/PPNBR/PACPE彈性體/樹脂類CPE/PVCCPE/PA2熱塑性硫化膠(TPV)的結(jié)構(gòu)及性能特點熱塑性硫化膠（Thermoplasticvul

4、canizate，TPV）是采用動態(tài)全硫化技術(shù)制備的一類共混型熱塑性彈性體材料，其中動態(tài)全硫化是指首先將熱塑性樹脂與橡膠熔融共混，然后投入交聯(lián)劑，橡膠相在強烈的機械剪切作用和交聯(lián)劑的化學(xué)交聯(lián)作用下，被剪切破碎成大量微米級交聯(lián)橡膠顆粒，分散在熱塑性樹脂連續(xù)相基體中的過程。因此，TPV的結(jié)構(gòu)特征不同于高分子合成方法制備的熱塑性彈性體（如苯乙烯嵌段共聚型TPE），而是具有特殊的海-島相態(tài)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。其結(jié)構(gòu)具有以下特點：（1）橡膠粒子粒徑為1~2μm，橡膠粒子的交聯(lián)密度大于7×10-5mol/ml，粒

5、子內(nèi)部還含有填充增強劑、增塑劑和其他配合劑。這些數(shù)目眾多的細小交聯(lián)橡膠粒子呈分散相存在，且粒子之間應(yīng)沒有化學(xué)鍵接，從而賦予了TPV優(yōu)良的高彈性。（2）少量的塑料相包覆在交聯(lián)橡膠粒子周圍形成連續(xù)相，從而賦予了TPV優(yōu)良的熱塑流動性和可反復(fù)加工性。填料和增塑劑塑料連續(xù)相交聯(lián)橡膠粒子圖1TPV結(jié)構(gòu)示意圖圖2TPV的掃描電鏡照片上述的特殊海-島相態(tài)結(jié)構(gòu)決定了TPV材料具有優(yōu)良的綜合性能，使其成為傳統(tǒng)熱固性橡膠的一種理想替代材料。與傳統(tǒng)熱固性橡膠相比，TPV不僅具有熱固性橡膠的高彈性和使用性能，而且，打破了熱固性橡膠的成

6、型方法和回收方法，可采用塑料的各種成型方法進行成型價格，且可以方便地進行回收再利用。TPV的性能特點總結(jié)如下：（1）兼具熱塑性塑料加工便利性和熱固性橡膠的高彈性；（2）免硫化，制品成型工藝簡單，大大降低了能耗；（3）性能范圍寬廣，硬度范圍從邵氏25A~50D，應(yīng)用溫度范圍從-60℃~140℃。低硬度TPV（邵氏A95以下）性能更接近于橡膠，高硬度TPV（邵氏A95以上）性能更接近于韌性塑料；（4）材料可反復(fù)回收利用，大大節(jié)約了資源，保護了環(huán)境；（5）同物理交聯(lián)型TPE（如－5－熱塑性硫化膠（TPV）的結(jié)構(gòu)性能及

7、其應(yīng)用SBS）相比，TPV中的橡膠相屬于化學(xué)交聯(lián)，因此TPV具有優(yōu)良的耐熱性能和耐老化性能。此外，TPV制品還具有良好的外觀手感及氣味。3熱塑性硫化膠(TPV)在汽車系統(tǒng)的應(yīng)用3.1通用型TPV在汽車系統(tǒng)的應(yīng)用TPV的最大應(yīng)用領(lǐng)域為汽車配件制造行業(yè)，汽車配件具有種類多、總量大的特點，而TPV可采用多種加工手段（如擠出、共擠出、注塑等）來滿足不同制品的要求，目前得到廣泛應(yīng)用的主要為EPDM/PPTPV和NBR/PPTPV兩大類。隨著汽車向高性能（高速、安全、舒適、節(jié)能、環(huán)保）、長壽命及輕量化發(fā)展，汽車部件特別是汽

8、車密封系統(tǒng)、發(fā)動機系統(tǒng)等采用TPV取代傳統(tǒng)的熱固性硫化膠的呼聲越來越高。TPV在汽車密封系統(tǒng)的應(yīng)用有擋風(fēng)玻璃密封條、側(cè)邊反射鏡的密封、遮陽篷的密封材料等；在汽車發(fā)動機系統(tǒng)的應(yīng)用包括空氣通風(fēng)管、軟管、防護罩、防震座墊、軸套等。在其他汽車部件的應(yīng)用有剎車部件(皮碗、皮圈)和消音部件等。目前，在轎車應(yīng)用領(lǐng)域，EPDM/PPTPV正以每年16%增長速度取代傳統(tǒng)熱固性橡膠。通常，按照國際上通用的