热塑性硫化橡胶的加工与应用
时间:2013-08-07 17:21 来源:未知 作者:adminl 点击:次
热塑性弹性体(TPE)兼具传统橡胶的高弹功能和树脂的热塑加工功能，能够运用现有的树脂加工设备和加工办法(如压延、注射、吹塑等)进行橡胶制品制作，更重要的是，它能够像树脂相同实施屡次加工并被收回和再运用，可极大地满意低能耗加工、多元化加工、精密加工、可重复加工的需要，是橡胶开展的重要方向，也是处理橡胶加工和橡胶收回再运用的最佳路径。
TPE的制备办法有化学合成法和共混法。共混法运用现有的橡胶和树脂种类，进行合理调配出产多种热塑性弹性体，是一种极具竞争力的制备办法。共混法分为简略共混法和动态全硫化法，当前以后者为主。用动态全硫化技能制作的TPE常称作热塑性硫化橡胶(TPV)，同当前的2类合成型热塑性弹性体比较，具有种类多、功能广、耐热温度高、耐老化功能优秀、高温紧缩永世变形小、尺度安稳性优秀、功能更挨近传统硫化橡胶等特色。
1 TPV的加工流变功能
因为TPV资料的形状是由彻底交联的橡胶粒子均匀地涣散在热塑性树脂基体中所构成的，决议了它像填充的聚合物熔融体，可在较宽条件下，运用传统的树脂加工设备和技能进行加工[1]。
TPV表现出明显的非牛顿流体特性，在较宽规模内粘度与剪切速率遵守幂律联系，在模压或压延成型、挤出、吹塑直到注射成型中均有杰出的加工功能。如在低剪切速率下的高熔融粘度，为挤出和吹塑制品供给了必要的熔体强度，保证了制品的尺度安稳性。关于注射制品，因高注射剪切速率下粘度低，注模敏捷彻底。模注满后，因为剪切速率下降而使粘度大大添加，制品很简略从模中取出。关于厚零件也能在极短的注射成型周期完结，而不发生大的变形[2-4]。
TPV熔融体的粘度随温度改动不大，在较宽的加工温度规模内，可完成熔体活动的均匀性[4]。 TPV模口胀大率低且均匀，大大简化了对挤出和吹模口型的调整[3、4]。可是因为大多数TPV有必定的吸湿性，为了饭少数水分对出产的影响，应在60一90℃下枯燥2一3 h。
2 TPV成型技能
2.1 中空成型
中空成型是树脂特有的成型办法，通常的硫化橡胶成型不能运用，而TPV资料可选用这种办法。如汽车用齿条和齿轮护罩，用TPV替代氯丁橡胶，选用中空成型办法可使该部件的本钱下降30%一40%，且可轻量化，制品功能也有所改进;用于汽车净化的空气通风管，选用三维交流吹塑成型技能能够一边堵截TPV和聚丙烯，一边吹气挤出(管子的两头选用TPV以进步密封性;管子的其他腹部运用彻底交联型TPE以改进屈挠疲惫性和柔软性;为下降本钱和坚持必定的刚性，在管子的直线部位运用PP) [5]。以往由几个工件组合运用的部件可用一个工件替代，可大起伏减缩组合工序。此外，中空成型技能也在以通常吹气挤出为根底进行技能革新，开发成型精度杰出的注射吹气成型、模压吹气成型等新技能。
2.2 注射成型
TPV的注射成型与硫化橡胶的比较，成型期短(不像硫化橡胶需坚持必定时刻)。TPV既可制备单纯的注塑成型制品，也可与其他链烯类资料共用制备双色成型制品。因为TPV具有链烯类硬段，与其他链烯烃互溶性好，无需格外的粘恒(靠熔融粘合)，很简略实施与PP/TPO/TPE等链烯类原料的嵌入成型即两层注射成型，使商品全体结实，运用寿命长，还可完成与聚酞胺等极性原料的双色成型[5]。TPV用于汽车密封条的注射成型，可将密封条的注射成型、玻璃的熔融固化成型及二者的热粘合融于一条出产线上，使密封条与玻璃变成结实的全体，大大进步密封性。
2.3 挤出成型
2.3.1 管状挤出成型制品
管状制品有单纯管、两层挤出管和电线的包覆层等。单纯管有食物用管子、打印胶辊等。多重挤出的管子以汽车用燃油运送管线为代表。这种管子的内侧需要耐汽油、渗透性低，可选用聚酞胺，而外层需要耐热、耐候且阻燃，可选用TPV阻燃共混物，用这两种资料可共挤出制备管状制品。
2.3.2 异形材挤出物
因为TPV制品的形状安稳性优秀，挤出后的成型缩短率小，可用于挤出各种剖面形状杂乱的商品。如挤出水发泡成型，该技能在不运用有害化学药品的情况下进行TPV挤出发泡，能够出产出密度低至0. 2 g/cm3的挤出型材。与海绵橡胶成型比较，具有技能简略(消除了硫化周期)、加工废料可收回、商品的色彩和描绘灵敏、出产过程对环境影响小等长处。日本汽车公司于1995年初度选用这种办法出产出汽车发动机罩[6]
3 TPV的运用
TPV既具有类似于热固性橡胶的运用功能，又具有热塑性塑料的加工速度等特色，首要表现为高的功能/报价比、描绘灵敏、质量轻、运用温度规模宽、易加工、商品质量和尺度安稳及可循环再生。自1981年面世以来，TPV己用于除轮胎外的简直一切的橡胶制品上，种类包含EPDM/PP, NR/PP, NR/PE, IIR/PP, ACM/PP, NBR/PP, EPDM/PBT, EPDM/PA, NBR/PA, ACM/PET等。近来，美国AES公司鉴于TPV激烈的需要添加局势，将其TPV商品的报价添加5%。当前TPV的首要运用范畴为:汽车职业占30%～40%; 电子电气职业占10%一15%; 土木、建筑职业约占10%; 其他范畴占30% -40%。
3.1 汽车部件中的高功能资料
国外TPV的最大用处是制作汽车配件，首要为EPDM/PP TPV和NBR/PP TPV。跟着汽车向高功能(高速、安全、舒服、节能)、长寿命及轻量化开展，汽车部件格外是汽车密封体系、发动机体系
等用TPV的呼声越来越高，以替代传统的热固性硫化胶。TPV在汽车密封体系的运用有挡风玻璃密封条、侧边反射镜的密封、遮阳篷的密封资料等;在汽车发动机体系的运用包含空气通风管、软管、防护罩、防震坐垫、轴套等。其他汽车部件如刹车部件(皮碗、皮圈)和消音部件等。
3.2 在电线电缆、电力运送、零配件的运用
TPV具有优秀的耐磨性、耐候性、耐化学药性格，耐臭氧及环境污染性，简略上色，老化后和较
宽的运用温度下拉伸功能坚持率高级特色，彻底满意电线、电缆职业的规范，在电气范畴中的运用
比传统的热固性橡胶更具优势。TPV用于电线、电缆，即便在湿润情况下仍具有较好的电绝缘性。无卤阻燃级TPV对环境污染小，遇火时少烟、少腐蚀和罕见毒物质;用于模压电气配件时，具有极好的水密封性，如运用不一样资料，能使接头被嵌入到用TPV作的电插座里，构成一个全体新件而具有极好的水密封性，且本钱低。别的，因为具有极好的耐候性、低温柔韧性、尺度安稳性及描绘灵敏性，可做更精密的商品，而对电绝缘性无影响。TPV还可用于电力传输体系。
3.3 建筑资料
EPDM/PP TPV是门窗、玻璃密封及胀大缝隙胶的抱负资料，具有耐久性好，运用寿命长及优秀的密封性、耐候性和耐化学药性格等;可共挤出;装置时伸长小，本钱低，尺度准确，比EPDM,CR, MVQ高3倍;可疾速热火焊，节省时刻、费用，不需粘合剂或专门的注射焊接机;与PC或ACM相溶性好，无裂纹或裂口;紧缩变形低，在长时间密封压力下表现出杰出的记忆性;易上色，可任意挑选色彩，与其他配件坚持色彩共同;低温柔韧性好，在一60℃可长时间运用;耐疲惫。
3.4 包装资料
EPDM/PP TPV和IIR/PP TPV不管在功能仍是漂亮上都是包装资料的抱负资料，具有耐高温、耐化学药品、紧缩变形性低和拉伸功能及耐动态疲惫性好等长处，广泛用于:(1)食物和饮料:TPV是蒸馏水、牛奶、果汁、啤酒、白酒和食物等的最佳包装资料，具有密封性好，在较宽的温度规模内柔性好、耐化学药性格佳、高温缩短性及上色性好、渗透性低一级特色;(2)美容及化妆品:能与各种色彩匹配，能够涂色、混色，耐油、耐化学药品、冲击功能优秀，不易站污或发生划痕;(3)医药方面:用医用级TPV制得隔板、密封件、衬垫经水蒸汽高压灭菌器、高能离子辐射和氧化乙烯消毒后，其功能无改动。医用级TPV对大多数典型的医用流体具有极好的安稳性。
3.5 其他范畴
EPDM/PP TPV用于制备自己保护品和文具商品，具有外观和上色性好、描绘灵敏、耐热、耐化
学药品、耐蒸汽、抗清洗剂的长处，满意FDA需要。因为还具有安全性和抗震性好的特色，还可用于体育、打猎、垂钓器件。
更重要的是，各种TPV之间能够共混得到功能更为优秀的共混物。如NBR/PP TPV和EPDM/PP TPV共混物的耐油性与NBR/PP TPV适当，但耐低温性杰出。关于不一样树脂基体TPV的共混，如尼龙基TPV与聚丙烯基TPV的共混，能够经过马来酸配改性PP与尼龙反响生成尼龙一聚丙烯接枝共聚物来进步2种TPV的相容性。经过改动塑料组分或橡胶组分，扩展TPV中各组分的挑选种类，添加TPV种类。
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