歡迎來到廣東國立科技股份有限公司官方網站!

0769-88387000 88387999[email protected]

新聞中心
動態要聞
一文讀懂熱塑性動態硫化橡膠TPV材料
發佈時間:2018-12-14 作者:admin 點擊次數:
熱塑性硫化橡膠(英文爲Thermoplastic Vulcanizate),簡稱爲TPV,熱塑性硫化橡膠的中文簡稱爲熱塑性橡膠(英文Thermoplastic Rubber),簡稱爲TPR,但這個名稱容易和其它種類的熱塑性彈性體(英文爲Thermoplastic Elastomer)相混淆在一起,因爲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”已經成爲它的專有名稱了,一提起TPR,就是指以SBS、sebs等苯乙烯類彈性體爲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硫化橡膠(英文爲Thermoplastic Dynamic Vulcanizate),加了“动态”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料熔融共混過程中使橡膠硫化,當然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爲分散相分佈在熱塑性塑料連續相中(此種結構和現實中的混凝土很類似,PP類似連續的水泥,而橡膠微粒則類似混凝土裏的小石子。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料共混,理論上這種方法也能製得性能優良的TPV,但到目前爲止,只是處於實驗室階段。
二、關於熱塑性硫化橡膠的組成
TPV主要由二部分組成,一是塑料,作爲連續相,二是橡膠作爲分散相。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。另外爲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過動態硫化後具有實用價值,目前商業化的有PP/PE/EPDM,PP/NBR,PA6/ACM,PP/SEBS, TPEE/AEM。在化工出版社《熱塑性彈性體》一書中對11種橡膠和9種塑料製備的99種橡膠/塑料共混物進行了評論,研究發現,要得到最佳性能的橡膠/熱塑性塑料動態硫化共混物,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)塑料的結晶度大於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,再進行動態硫化,也可以得到性能優良的共混物。
三、關於熱塑性硫化橡膠的製備
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,混煉機或者雙螺桿擠出機。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,因雙螺桿擠出機可以連續化生產,所以考慮到質量穩定,雙螺桿擠出機成爲最爲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料熔融共混,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,那麼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。目前因爲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,可以直接採用雙螺桿擠出機混合。在具體的工藝上,動態硫化可以分2步走,塑料可以分2次加入與橡膠混合,以保護塑料在動態硫化時受到硫化劑的氧化作用。
四、關於熱塑性硫化橡膠的性能和特點
TPV的性能和特點主要由它的組成所決定、並且動態硫化的工藝對它的影響也非常大。
從組成及工藝上來說,TPV是經過硫化的橡膠粉末分散在塑料相中,因此在性能上更接近傳統的橡膠,具有耐高溫、壓縮變形低、耐溶劑、耐油等。其它的熱塑性彈性體在常溫下儘管可以維持不錯的機械性能甚至超過TPV,但是溫度一旦升高、機械性能就降低很快!
在加工方面, TPV可以在常規的塑料注塑機、擠出機、吹塑機上加工,體現了熱塑性塑料的加工優勢,可以以最快的速度、大批量的生產產品,以降低廠家設備、人力的過多投入,對能源的過多使用及環境的保護都作了很大的改變!
 
目前已經商業化批量使用的TPV主要是以EPDM作爲分散相,連續相通常是PP,以硫化體系來分類的話,目前較爲成熟的是酚醛樹脂硫化的、過氧化物硫化的TPV:通常酚醛樹脂硫化的TPV具有更好的耐高溫性能及耐氣候性能;另外對於吹塑加工,酚醛樹脂硫化的TPV更適宜, 而過氧化物硫化的TPV可以達到更細膩的表面,加工溫度略低,着色方面也更優越,吸溼性能要比酚醛樹脂的低。
五、關於熱塑性硫化橡膠的應用和市場
由於TPV在耐高溫性能、耐油及耐溶劑方面更加接近傳統橡膠,因此它的應用更多的在於工業製品領域,但是其性能還是與傳統橡膠有一定的差距,所以對於機械性能、耐油、耐高溫要求很高的場合,還是不能完全替代橡膠。
目前來看,以PP/EPDM爲基料的TPV主要應用在以下幾個方面:
(1) 建築密封條領域:通常是取代傳統的EPDM橡膠,因爲在耐氣候方面的優勢,建築行業密封條一般都使用EPDM,另外TPV加工方便,所以自TPV誕生以來,建築行業一直是TPV的一個重要市場;
(2) 汽車密封製品領域:隨着汽車輕量化、環境友好考慮,TPV取代了更多的傳統EPDM、NBR,在車窗密封條、三角窗、玻璃導槽、前後風擋玻璃包邊方面有着廣泛的應用;
(3) 電線電纜領域:對於戶外使用、需要柔韌性的電纜護套層,通常採用TPV、一般汽車點火線的護套或者絕緣層大部分都採用TPV;
(4) 鐵路鐵軌絕緣緩衝墊片:一般情況下,傳統橡膠也可以,但鐵路項目的短期大批量供貨,導致傳統橡膠生產方法跟不上進度,採用TPV可以滿足快速大批量供貨的要求;
(5) 其它五金工具手柄、密封圈、墊片等:通常該領域製品也可採用苯乙烯類彈性體(TPR),但當需要有一定的耐高溫、耐油或者耐溶劑性能,則更多的會考慮TPV。
 
廣東國立科技股份有限公司

電話 :0769-88387000 88387999
传真 :0769-88387193
網站 :www.guoligroup.com.cn
郵箱 :[email protected]
地址 :廣東省東莞市道滘鎮大羅沙創業園5路8號


關注國立官方公衆號


掃一掃進入國立小程序

版權所有 廣東國立科技股份有限公司 Copyright©2012-2020 國立科技 All rights reserves  
技术支持:千度網絡 粵ICP備18042713號-1