什么是热塑性弹性体TPV材料

一、关于热塑性硫化橡胶TPV的概念

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 Dynamic 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，比较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。

二、关于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，要得到良好性能的橡胶/热塑性塑料动态硫化共混物，需要满足以下条件：（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，也可以得到性能良好的共混物。

三、关于热塑性硫化橡胶的制备

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。其中熔融共混法是比较常见的，所采用的设备主要有2种，混炼机或者双挤出机。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，双螺杆挤出机成为比较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，那么混合程度也需要越激烈，以保证共混物具有良好的加工性能。目前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。

四、关于热塑性硫化橡胶的性能和特点

TPV的性能和特点主要由它的组成所决定、并且动态硫化的工艺对它的影响也非常大。从组成及工艺上来说，TPV是经过硫化的橡胶粉末分散在塑料相中，因此在性能上更接近传统的橡胶，具有耐高温、压缩变形低、耐溶剂、耐油等。其它的热塑性弹性体在常温下尽管可以维持不错的机械性能甚至超过TPV，但是温度一旦升高、机械性能就降低很快！