热塑性弹性体TPV结构性能及其在汽车系统的应用VIP专享VIP免费

热塑性硫化胶（TPV）的结构性能及其应用热塑性硫化胶(TPV)的结构性能及其应用佘庆彦田洪池韩吉彬陈文泉刘小平（山东道恩北化弹性体材料有限公司，山东龙口100029）1热塑性弹性体的分类热塑性弹性体(Thermoplasticelastomers，TPE)是一种在常温显示橡胶高弹性，高温下又可进行塑性加工的一类高分子材料，兼有热塑性塑料的加工成型特征和硫化橡胶的弹性常被人们称为第三代橡胶。与传统的橡胶材料相比，TPE具有可反复成型，边角料和废弃物可回收利用的特点，因此，TPE成为目前发展速度较快的高分子材料品种之一。目前，经过多年的开发，TPE品种得到很大的丰富。通常，按交联性质的不同，主要可分为物理交联型和化学交联型两大类；按高分子链结构特征的不同，主要可分为嵌段聚合物和接枝聚合物两大类；而在商业流通中，习惯按其制备生产方法的不同进行分类，主要分为化学合成法和橡/塑机械共混法两大类（如表1）。表1热塑性弹性体（TPE）的种类热塑性弹性体化学合成法嵌段共聚物聚苯乙烯－弹性体嵌段共聚物SBS、SEBS、SIS多嵌段共聚物聚酯类聚氨酯类聚酰胺类聚烯烃类聚硅氧烷类氟烯烃共聚物（氟橡胶类）接枝共聚物氯化丁基橡胶－接枝聚苯乙烯类聚丁二烯橡胶－接枝聚苯乙烯类乙丙橡胶－接枝聚苯乙烯类均聚物高1,2－聚丁二烯反1,4－聚异戊二烯机械共混法乙丙橡胶/聚丙稀类简单（非硫化）共混法动态硫化共混法部分硫化TPO全硫化TPV二烯烃橡胶/聚烯烃类NR/PP(PE)SBR(BR)/PP(PE)NBR/PPNBR/PVC类非交联型交联型－1－填料和增塑剂塑料连续相交联橡胶粒子热塑性硫化胶（TPV）的结构性能及其应用离子型IIR/PPACM/PPNBR/PACPE弹性体/树脂类CPE/PVCCPE/PA2热塑性硫化胶(TPV)的结构及性能特点热塑性硫化胶（Thermoplasticvulcanizate，TPV）是采用动态全硫化技术制备的一类共混型热塑性弹性体材料，其中动态全硫化是指首先将热塑性树脂与橡胶熔融共混，然后投入交联剂，橡胶相在强烈的机械剪切作用和交联剂的化学交联作用下，被剪切破碎成大量微米级交联橡胶颗粒，分散在热塑性树脂连续相基体中的过程。因此，TPV的结构特征不同于高分子合成方法制备的热塑性弹性体（如苯乙烯嵌段共聚型TPE），而是具有特殊的海-岛相态结构，其结构如图1和图2所示。其结构具有以下特点：（1）橡胶粒子粒径为1~2μm，橡胶粒子的交联密度大于7×10-5mol/ml，粒子内部还含有填充增强剂、增塑剂和其他配合剂。这些数目众多的细小交联橡胶粒子呈分散相存在，且粒子之间应没有化学键接从而赋予了TPV优良的高弹性。（2）少量的塑料相包覆在交联橡胶粒子周围形成连续相，从而赋予了TPV优良的热塑流动性和可反复加工性。图1TPV结构示意图图2TPV的扫描电镜照片上述的特殊海-岛相态结构决定了TPV材料具有优良的综合性能，使其成为传统热固性橡胶的一种理想替代材料。与传统热固性橡胶相比，TPV不仅具有热固性橡胶的高弹性和使用性能，而且，打破了热固性橡胶的成型方法和回收方法，可采用塑料的各种成型方法进行成型价格，且可以方便地进行回收再利用。TPV的性能特点总结如下：（1）兼具热塑性塑料加工便利性和热固性橡胶的高弹性；（2）免硫化，制品成型工艺简单，大大降低了能耗；（3）性能范围宽广，硬度范围从邵氏25A~50D，应用温度范围从-60℃~140℃。低硬度TPV（邵氏A95以下）性能更接近于橡胶，高硬度TPV（邵氏A95以上）性能更接近于韧性塑料；（4）材料可反复回收利用，大大节约了资源，保护了环境；（5）同物理交联型TPE（如SBS）相比，TPV中的橡胶相属于化学交联，因此TPV具有优良的耐热性能和耐老化性能。此外，TPV制品还具有良好的外观手感及气味。－2－热塑性硫化胶（TPV）的结构性能及其应用3热塑性硫化胶(TPV)在汽车系统的应用3.1通用型TPV在汽车系统的应用TPV的最大应用领域为汽车配件制造行业，汽车配件具有种类多、总量大的特点，而TPV可采用多种加工手段（如挤出、共挤出、注塑等）来满足不同制品的要求，目前得到广泛应用的主要为EPDM/PPTPV和NBR/PPTPV两大类。随着汽车向高性能（高速、安全、舒适、节能、环保）、长寿命及轻量化发展，汽车部件特别是汽车密封系统、发动机系统等采用TPV取代传统的热固性硫...