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一、關(guān)于熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠TPV的概念

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(gè)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?yàn)橥ǔ崴苄詮椥泽w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(jīng)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(fèi)品領(lǐng)域中消耗量之大是分不開的。

熱塑性橡膠相結(jié)構(gòu)圖

熱塑性硫化橡膠的名稱如果再說的詳細(xì)一點(diǎn)，那應(yīng)該是熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠（英文為Thermoplastic Dynamic Vulcanizate），加了“動(dòng)態(tài)”2字是更具體說明了生產(chǎn)這種熱塑性硫化橡膠的工藝—?jiǎng)討B(tài)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(dāng)然橡膠在硫化的同時(shí)也不斷與熱塑性塑料相混合，因此被硫化了的橡膠是作為分散相分布在熱塑性塑料連續(xù)相中（此種結(jié)構(gòu)和現(xiàn)實(shí)中的混凝土很類似，PP類似連續(xù)的水泥，而橡膠微粒則類似混凝土里的小石子。與之相對(duì)應(yīng)的熱塑性靜態(tài)硫化橡膠，就是指橡膠按傳統(tǒng)方法先硫化好，然后通過磨粉設(shè)備把硫化好的橡膠磨成粉，后與熔融的熱塑性塑料共混，理論上這種方法也能制得性能優(yōu)良的TPV，但到目前為止，只是處于實(shí)驗(yàn)室階段。

二、關(guān)于熱塑性硫化橡膠的組成

TPV主要由二部分組成，一是塑料，作為連續(xù)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(jī)填料會(huì)被填加。

許多塑料和橡膠之間可形成TPV，但僅有個(gè)別共混物經(jīng)過動(dòng)態(tài)硫化后具有實(shí)用價(jià)值，目前商業(yè)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(duì)11種橡膠和9種塑料制備的99種橡膠/塑料共混物進(jìn)行了評(píng)論，研究發(fā)現(xiàn)，要得到性能的橡膠/熱塑性塑料動(dòng)態(tài)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(jié)分子鏈長度較低；（3）塑料的結(jié)晶度大于15%。當(dāng)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(jìn)行動(dòng)態(tài)硫化，也可以得到性能優(yōu)良的共混物。

三、關(guān)于熱塑性硫化橡膠的制備

TPV的制備方法通常有3種，即熔融共混法、溶液共混法、膠乳共混法。其中熔融共混法是常見的，所采用的設(shè)備主要有2種，混煉機(jī)或者雙螺桿擠出機(jī)。根據(jù)工藝的不同，可以單獨(dú)使用一種設(shè)備，或者2種都使用。在工業(yè)上，因雙螺桿擠出機(jī)可以連續(xù)化生產(chǎn)，所以考慮到質(zhì)量穩(wěn)定，雙螺桿擠出機(jī)成為為通用的動(dòng)態(tài)硫化設(shè)備。

動(dòng)態(tài)硫化的具體步驟如下：首先在密煉機(jī)內(nèi)將橡膠和塑料熔融共混，當(dāng)達(dá)到充分混合后，加入硫化劑，此時(shí)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?yàn)橛蓄w粒狀的橡膠出售，所以可以不用密煉機(jī)混合塑料與橡膠，可以直接采用雙螺桿擠出機(jī)混合。在具體的工藝上，動(dòng)態(tài)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(hù)塑料在動(dòng)態(tài)硫化時(shí)受到硫化劑的氧化作用。

四、關(guān)于熱塑性硫化橡膠的性能和特點(diǎn)

TPV的性能和特點(diǎn)主要由它的組成所決定、并且動(dòng)態(tài)硫化的工藝對(duì)它的影響也非常大。

從組成及工藝上來說，TPV是經(jīng)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(tǒng)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盡管可以維持不錯(cuò)的機(jī)械性能甚至超過TPV，但是溫度一旦升高、機(jī)械性能就降低很快！

在加工方面， TPV可以在常規(guī)的塑料注塑機(jī)、擠出機(jī)、吹塑機(jī)上加工，體現(xiàn)了熱塑性塑料的加工優(yōu)勢，可以以快的速度、大批量的生產(chǎn)產(chǎn)品，以降低廠家設(shè)備、人力的過多投入，對(duì)能源的過多使用及環(huán)境的保護(hù)都作了很大的改變！

目前已經(jīng)商業(yè)化批量使用的TPV主要是以EPDM作為分散相，連續(xù)相通常是PP，以硫化體系來分類的話，目前較為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(duì)于吹塑加工，酚醛樹脂硫化的TPV更適宜， 而過氧化物硫化的TPV可以達(dá)到更細(xì)膩的表面，加工溫度略低，著色方面也更優(yōu)越，吸濕性能要比酚醛樹脂的低。

五、關(guān)于熱塑性硫化橡膠的應(yīng)用和市場

由于TPV在耐高溫性能、耐油及耐溶劑方面更加接近傳統(tǒng)橡膠，因此它的應(yīng)用更多的在于工業(yè)制品領(lǐng)域，但是其性能還是與傳統(tǒng)橡膠有一定的差距，所以對(duì)于機(jī)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，當(dāng)然有些超級(jí)TPV，比如道康寧的熱塑性硅硫化橡膠（TPSiV）、杜邦的工程熱塑性硫化橡膠（ETPV）、Zeon化學(xué)公司的熱塑性丙烯酸酯橡膠Zeotherm在耐熱和耐油方面有了顯著的提高，替代橡膠沒有問題，但成本的問題還是影響著進(jìn)一步擴(kuò)大使用。

目前來看，以PP/EPDM為基料的TPV主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：

（1） 建筑密封條領(lǐng)域：通常是取代傳統(tǒng)的EPDM橡膠，因?yàn)樵谀蜌夂蚍矫娴膬?yōu)勢，建筑行業(yè)密封條一般都使用EPDM，另外TPV加工方便，所以自TPV誕生以來，建筑行業(yè)一直是TPV的一個(gè)重要市場；

（2） 汽車密封制品領(lǐng)域：隨著汽車輕量化、環(huán)境友好考慮，TPV取代了更多的傳統(tǒng)EPDM、NBR，在車窗密封條、三角窗、玻璃導(dǎo)槽、前后風(fēng)擋玻璃包邊方面有著廣泛的應(yīng)用；

（3） 電線電纜領(lǐng)域：對(duì)于戶外使用、需要柔韌性的電纜護(hù)套層，通常采用TPV、一般汽車點(diǎn)火線的護(hù)套或者絕緣層大部分都采用TPV；

（4） 鐵路鐵軌絕緣緩沖墊片：一般情況下，傳統(tǒng)橡膠也可以，但鐵路項(xiàng)目的短期大批量供貨，導(dǎo)致傳統(tǒng)橡膠生產(chǎn)方法跟不上進(jìn)度，采用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(lǐng)域制品也可采用苯乙烯類彈性體（TPR），但當(dāng)需要有一定的耐高溫、耐油或者耐溶劑性能，則更多的會(huì)考慮TPV。