热塑性硫化橡胶制备

TPV的制备方法通常有3种，即熔融共混法、溶液共混法、胶乳共混法。其中熔融共混法是最常见的，所采用的设备主要有2种，混炼机或者双螺杆挤出机。根据工艺的不同，可以单独使用一种设备，或者2种都使用。在工业上，因双螺杆挤出机可以连续化生产，所以考虑到质量稳定，双螺杆挤出机成为最为通用的动态硫化设备。

动态硫化的具体步骤如下：首先在密炼机内将橡胶和塑料熔融共混，当达到充分混合后，加入硫化剂，此时边混合、边硫化，如果硫化速度越快，那么混合程度也必须越激烈，以保证共混物具有良好的加工性能。因为有颗粒状的橡胶出售，所以可以不用密炼机混合塑料与橡胶，可以直接采用双螺杆挤出机混合。在具体的工艺上，动态硫化可以分2步走，塑料可以分2次加入与橡胶混合，以保护塑料在动态硫化时受到硫化剂的氧化作用。

TPV主要由二部分组成，一是塑料，作为连续相，二是橡胶作为分散相。通常橡胶需要与软化油或增塑剂与之配合。硫化剂和一些辅助助剂也是必不可少的。另外为了降低成本或者提高某方面的性能，一些无机填料会被填加。

许多塑料和橡胶之间可形成TPV，但仅有个别共混物经过动态硫化后具有实用价值，商业化的有PP/PE/EPDM，PP/NBR，PP/ACM，PS/SEBS。在化工出版社《热塑性弹性体》一书中对11种橡胶和9种塑料制备的99种橡胶/塑料共混物进行了评论，研究发现，要得到最佳性能的橡胶/热塑性塑料动态硫化共混物，必须满足以下条件：（1）塑料和橡胶两种聚合物的表面能匹配；（2）橡胶缠结分子链长度较低；（3）塑料的结晶度大于15%。当塑料与橡胶之间的极性或表面能差别比较大的情况下，添加合适的相容剂，再进行动态硫化，也可以得到性能优良的共混物。

热塑性硫化橡胶的名称如果再说的详细一点，那应该是热塑性动态硫化橡胶（Thermoplastic Dyamic Vulcanizate），加了“动态”2字是更具体说明了生产这种热塑性硫化橡胶的工艺——动态硫化，这种工艺指在橡胶和热塑性塑料熔融共混过程中使橡胶硫化，当然在橡胶在硫化的同时也不断与热塑性塑料相混合，因此被硫化了的橡胶是作为分散相分布在热塑性塑料连续相中。与之相对应的热塑性静态硫化橡胶，就是指橡胶按传统方法先硫化好，然后通过磨粉设备把硫化好的橡胶磨成粉，最后与熔融的热塑性塑料共混，理论上这种方法也能制得性能优良的TPV，但只是处于实验室阶段。

从热塑性硫化橡胶的性能来说，主要在以下几个方面有应用：

1.密封（建筑/汽车密封条，密封圈）

2.SOFT TOUCH，柔软的手感（手柄、握把）

3.抗冲、防震；柔韧性（脚轮、缓冲块；电线电缆、软管）

4.塑料改性，提高材料的韧性以及抗冲击程度。

从热塑性硫化橡胶的性能有别于一般的热塑性弹性体来说，它的应用更偏向于工业制品：

1.耐高温方面，常规的全硫化PP/EPDM可达到135，杜邦推出的工程热塑性硫化橡胶更可耐150以上；

2.耐溶剂及油品方面，TPV中因具有交联的橡胶微粒相，所以通常比较耐溶剂和油品。

尽管第二条、关于热塑性硫化橡胶的组成提到可以大约生产99种热塑性硫化橡胶，但实际上真正商业化的热塑性硫化橡胶并不多，市场上最多的就是2类TPV：

1.PP/EPDM基材的聚烯烃类热塑性动态硫化橡胶

采用了动态全硫化技术制备出来的最先进的聚烯烃类热塑性弹性体，与一般的聚烯烃类热塑性弹性体相比，它在常温下被环已烷萃取出的橡胶量很少，一般可少于3%，它的橡胶相的交联密度大于5×10^-5mol/cm³，在微观相形态上，一般的聚烯烃类热塑性弹性体可因聚烯烃和橡胶的相对含量不同而呈不同结构，而热塑性硫化橡胶的微观相形态由于在熔融共混过程中，高度硫化交联的橡胶相被剪切成1～5μm微细粒子的，分散在聚烯烃基质中构成分散相，与橡胶相含量多少无关。橡塑两相微区既呈分离状态又有一定的联接形式，这些都使它具有很多优越性能，使其在更多方面和热固性弹性体相接近，而又有热塑性质，成为对热固性弹性体最强有力的竞争品种。

2.PP/NBR 基材的耐油性热塑性动态硫化橡胶

该体系因为有NBR的存在，因此比PP/EPDM体系的TPV更耐油！但因为不容易解决PP和NBR的相容性问题，仅有少数企业能商业化生产。

热塑性硫化橡胶（英文为Thermoplastic Vulcanizate），简称为TPV，热塑性硫化橡胶的中文简称为热塑性橡胶（英文Thermoplastic Rubber），简称为TPR，但这个名称容易和其它种类的热塑性弹性体（英文为Thermoplastic Elastomer）相混淆在一起，因为通常热塑性弹性体也被大家叫做热塑性橡胶，尤其是苯乙烯类弹性体，目前至少在中国似乎"TPR”已经成为它的专有名称了，一提起TPR，就是指以SBS、SEBS等苯乙烯类弹性体为基料的热塑性弹性体，这与苯乙烯类弹性体在民用以及终端消费品领域中消耗量之大是分不开的 。2100433B

简介

热塑性硫化橡胶 （英文为Thermoplastic Vulcanizate），简称为TPV，热塑性硫化橡胶的中文简称为热塑性橡胶（英文Thermoplastic Rubber），简称为TPR，但这个名称容易和其它种类的热塑性弹性体（英文为Thermoplastic Elastomer）相混淆在一起，因为通常热塑性弹性体也被大家叫做热塑性橡胶，尤其是苯乙烯类弹性体，目前至少在中国似乎"TPR”已经成为它的专有名称了，一提起TPR，就是指以SBS、SEBS等苯乙烯类弹性体为基料的热塑性弹性体，这与苯乙烯类弹性体在民用以及终端消费品领域中消耗量之大是分不开的。

热塑性硫化橡胶的名称如果再说的详细一点，那应该是热塑性动态硫化橡胶（英文为Thermoplastic Dyamic Vulcanizate），加了“动态”2字是更具体说明了生产这种热塑性硫化橡胶的工艺---动态硫化，这种工艺指在橡胶和热塑性塑料熔融共混过程中使橡胶硫化，当然在橡胶在硫化的同时也不断与热塑性塑料相混合，因此被硫化了的橡胶是作为分散相分布在热塑性塑料连续相中。与之相对应的热塑性静态硫化橡胶，就是指橡胶按传统方法先硫化好，然后通过磨粉设备把硫化好的橡胶磨成粉，最后与熔融的热塑性塑料共混，理论上这种方法也能制得性能优良的TPV，但到目前为止，只是处于实验室阶段。

热塑性硫化橡胶的组成

TPV主要由二部分组成，一是塑料，作为连续相，二是橡胶作为分散相。通常橡胶需要与软化油或增塑剂与之配合。硫化剂和一些辅助助剂也是必不可少的。另外为了降低成本或者提高某方面的性能，一些无机填料会被填加。

许多塑料和橡胶之间可形成TPV，但仅有个别共混物经过动态硫化后具有实用价值，目前商业化的有PP/PE/EPDM，PP/NBR，PP/ACM，PS/SEBS。在化工出版社《热塑性弹性体》一书中对11种橡胶和9种塑料制备的99种橡胶/塑料共混物进行了评论，研究发现，要得到最佳性能的橡胶/热塑性塑料动态硫化共混物，必须满足以下条件：

（1）塑料和橡胶两种聚合物的表面能匹配；

（2）橡胶缠结分子链长度较低；

（3）塑料的结晶度大于15%。当塑料与橡胶之间的极性或表面能差别比较大的情况下，添加合适的相容剂，再进行动态硫化，也可以得到性能优良的共混物。

加工热塑性硫化橡胶的设备必须能够熔化、塑化以及熔融树脂的混合，因此必须具有足够的温度和剪切力以获得均匀的熔化温度(至少350～370°F)。采用生产那些如PE，PP，PVC等的通用设备，便可获得很好的效果。它们的L/D比为20：1，或者更大(最好至少为24：1)。渐变螺杆的压缩比为3.0：1～3.5：1。机筒温度要达到350～400 °F。在加工前，进行热空气干燥是很必要的，尤其是对热塑性硫化橡胶。

弹性合金在一般的往复螺杆机上，便可以注塑成型。它们注塑成型的周期短，脱模容易，并且可以生产出很好的外观和形状的制品。它们可以用标准注塑或在挤塑吹塑成型设备上挤塑吹塑成型、也可压延，或是后成型以及热焊接。这些材料也可用化学或物理性发泡剂发泡。

如果可以控制足够的温度(320～350 °F)、剪切力以及合适的粘度，现代的橡胶和塑料加工设备均可适用于可熔融加工的橡胶。因此，许多现代的橡胶挤出机、一些螺杆注料式橡胶注塑成型机以及一些橡胶压延机都可以稍加改造用来加工可熔融加工的橡胶。一些塑料压延机、往复式螺杆注塑成型机以及一些挤出机不会有过高的剪切热，可以很容易地被采用。无论是用什么方法改造可熔融加工橡胶的生产设备，都可以保持原来生产塑料和橡胶的能力。

具有适当流动特性的可熔融加工的橡胶产品可以通过下列方法加工：挤塑。注塑成型、吹塑、压延、以及热成型。并且，注塑成型已经被简化;加宽了低粘度可熔融的橡胶的加工范围，并且使加工所需的特殊要求降至最低。