熱塑性硫化橡膠的加工與應(yīng)用
時(shí)間:2013-08-07 17:21 來(lái)源:未知 作者:adminl 點(diǎn)擊:次
熱塑性彈性體(TPE)兼具傳統(tǒng)橡膠的高彈功能和樹脂的熱塑加工功能，能夠運(yùn)用現(xiàn)有的樹脂加工設(shè)備和加工辦法(如壓延、注射、吹塑等)進(jìn)行橡膠制品制作，更重要的是，它能夠像樹脂相同實(shí)施屢次加工并被收回和再運(yùn)用，可極大地滿意低能耗加工、多元化加工、精密加工、可重復(fù)加工的需要，是橡膠開展的重要方向，也是處理橡膠加工和橡膠收回再運(yùn)用的最佳路徑。
TPE的制備辦法有化學(xué)合成法和共混法。共混法運(yùn)用現(xiàn)有的橡膠和樹脂種類，進(jìn)行合理調(diào)配出產(chǎn)多種熱塑性彈性體，是一種極具競(jìng)爭(zhēng)力的制備辦法。共混法分為簡(jiǎn)略共混法和動(dòng)態(tài)全硫化法，當(dāng)前以后者為主。用動(dòng)態(tài)全硫化技能制作的TPE常稱作熱塑性硫化橡膠(TPV)，同當(dāng)前的2類合成型熱塑性彈性體比較，具有種類多、功能廣、耐熱溫度高、耐老化功能優(yōu)秀、高溫緊縮永世變形小、尺度安穩(wěn)性優(yōu)秀、功能更挨近傳統(tǒng)硫化橡膠等特色。
1 TPV的加工流變功能
因?yàn)門PV資料的形狀是由徹底交聯(lián)的橡膠粒子均勻地渙散在熱塑性樹脂基體中所構(gòu)成的，決議了它像填充的聚合物熔融體，可在較寬條件下，運(yùn)用傳統(tǒng)的樹脂加工設(shè)備和技能進(jìn)行加工[1]。
TPV表現(xiàn)出明顯的非牛頓流體特性，在較寬規(guī)模內(nèi)粘度與剪切速率遵守冪律聯(lián)系，在模壓或壓延成型、擠出、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，為擠出和吹塑制品供給了必要的熔體強(qiáng)度，保證了制品的尺度安穩(wěn)性。關(guān)于注射制品，因高注射剪切速率下粘度低，注模敏捷徹底。模注滿后，因?yàn)榧羟兴俾氏陆刀拐扯却蟠筇砑樱破泛芎?jiǎn)略從模中取出。關(guān)于厚零件也能在極短的注射成型周期完結(jié)，而不發(fā)生大的變形[2-4]。
TPV熔融體的粘度隨溫度改動(dòng)不大，在較寬的加工溫度規(guī)模內(nèi)，可完成熔體活動(dòng)的均勻性[4]。 TPV?？诿洿舐实颓揖鶆颍蟠蠛?jiǎn)化了對(duì)擠出和吹?？谛偷恼{(diào)整[3、4]?？墒且?yàn)榇蠖鄶?shù)TPV有必定的吸濕性，為了飯少數(shù)水分對(duì)出產(chǎn)的影響，應(yīng)在60一90℃下枯燥2一3 h。
2 TPV成型技能
2.1 中空成型
中空成型是樹脂特有的成型辦法，通常的硫化橡膠成型不能運(yùn)用，而TPV資料可選用這種辦法。如汽車用齒條和齒輪護(hù)罩，用TPV替代氯丁橡膠，選用中空成型辦法可使該部件的本錢下降30%一40%，且可輕量化，制品功能也有所改進(jìn);用于汽車凈化的空氣通風(fēng)管，選用三維交流吹塑成型技能能夠一邊堵截TPV和聚丙烯，一邊吹氣擠出(管子的兩頭選用TPV以進(jìn)步密封性;管子的其他腹部運(yùn)用徹底交聯(lián)型TPE以改進(jìn)屈撓疲憊性和柔軟性;為下降本錢和堅(jiān)持必定的剛性，在管子的直線部位運(yùn)用PP) [5]。以往由幾個(gè)工件組合運(yùn)用的部件可用一個(gè)工件替代，可大起伏減縮組合工序。此外，中空成型技能也在以通常吹氣擠出為根底進(jìn)行技能革新，開發(fā)成型精度杰出的注射吹氣成型、模壓吹氣成型等新技能。
2.2 注射成型
TPV的注射成型與硫化橡膠的比較，成型期短(不像硫化橡膠需堅(jiān)持必定時(shí)刻)。TPV既可制備單純的注塑成型制品，也可與其他鏈烯類資料共用制備雙色成型制品。因?yàn)門PV具有鏈烯類硬段，與其他鏈烯烴互溶性好，無(wú)需格外的粘恒(靠熔融粘合)，很簡(jiǎn)略實(shí)施與PP/TPO/TPE等鏈烯類原料的嵌入成型即兩層注射成型，使商品全體結(jié)實(shí)，運(yùn)用壽命長(zhǎng)，還可完成與聚酞胺等極性原料的雙色成型[5]。TPV用于汽車密封條的注射成型，可將密封條的注射成型、玻璃的熔融固化成型及二者的熱粘合融于一條出產(chǎn)線上，使密封條與玻璃變成結(jié)實(shí)的全體，大大進(jìn)步密封性。
2.3 擠出成型
2.3.1 管狀擠出成型制品
管狀制品有單純管、兩層擠出管和電線的包覆層等。單純管有食物用管子、打印膠輥等。多重?cái)D出的管子以汽車用燃油運(yùn)送管線為代表。這種管子的內(nèi)側(cè)需要耐汽油、滲透性低，可選用聚酞胺，而外層需要耐熱、耐候且阻燃，可選用TPV阻燃共混物，用這兩種資料可共擠出制備管狀制品。
2.3.2 異形材擠出物
因?yàn)門PV制品的形狀安穩(wěn)性優(yōu)秀，擠出后的成型縮短率小，可用于擠出各種剖面形狀雜亂的商品。如擠出水發(fā)泡成型，該技能在不運(yùn)用有害化學(xué)藥品的情況下進(jìn)行TPV擠出發(fā)泡，能夠出產(chǎn)出密度低至0. 2 g/cm3的擠出型材。與海綿橡膠成型比較，具有技能簡(jiǎn)略(消除了硫化周期)、加工廢料可收回、商品的色彩和描繪靈敏、出產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境影響小等長(zhǎng)處。日本汽車公司于1995年初度選用這種辦法出產(chǎn)出汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩[6]
3 TPV的運(yùn)用
TPV既具有類似于熱固性橡膠的運(yùn)用功能，又具有熱塑性塑料的加工速度等特色，首要表現(xiàn)為高的功能/報(bào)價(jià)比、描繪靈敏、質(zhì)量輕、運(yùn)用溫度規(guī)模寬、易加工、商品質(zhì)量和尺度安穩(wěn)及可循環(huán)再生。自1981年面世以來(lái)，TPV己用于除輪胎外的簡(jiǎn)直一切的橡膠制品上，種類包含EPDM/PP, NR/PP, NR/PE, IIR/PP, ACM/PP, NBR/PP, EPDM/PBT, EPDM/PA, NBR/PA, ACM/PET等。近來(lái)，美國(guó)AES公司鑒于TPV激烈的需要添加局勢(shì)，將其TPV商品的報(bào)價(jià)添加5%。當(dāng)前TPV的首要運(yùn)用范疇為:汽車職業(yè)占30%～40%; 電子電氣職業(yè)占10%一15%; 土木、建筑職業(yè)約占10%; 其他范疇占30% -40%。
3.1 汽車部件中的高功能資料
國(guó)外TPV的最大用處是制作汽車配件，首要為EPDM/PP TPV和NBR/PP TPV。跟著汽車向高功能(高速、安全、舒服、節(jié)能)、長(zhǎng)壽命及輕量化開展，汽車部件格外是汽車密封體系、發(fā)動(dòng)機(jī)體系
等用TPV的呼聲越來(lái)越高，以替代傳統(tǒng)的熱固性硫化膠。TPV在汽車密封體系的運(yùn)用有擋風(fēng)玻璃密封條、側(cè)邊反射鏡的密封、遮陽(yáng)篷的密封資料等;在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)體系的運(yùn)用包含空氣通風(fēng)管、軟管、防護(hù)罩、防震坐墊、軸套等。其他汽車部件如剎車部件(皮碗、皮圈)和消音部件等。
3.2 在電線電纜、電力運(yùn)送、零配件的運(yùn)用
TPV具有優(yōu)秀的耐磨性、耐候性、耐化學(xué)藥性格，耐臭氧及環(huán)境污染性，簡(jiǎn)略上色，老化后和較
寬的運(yùn)用溫度下拉伸功能堅(jiān)持率高級(jí)特色，徹底滿意電線、電纜職業(yè)的規(guī)范，在電氣范疇中的運(yùn)用
比傳統(tǒng)的熱固性橡膠更具優(yōu)勢(shì)。TPV用于電線、電纜，即便在濕潤(rùn)情況下仍具有較好的電絕緣性。無(wú)鹵阻燃級(jí)TPV對(duì)環(huán)境污染小，遇火時(shí)少煙、少腐蝕和罕見毒物質(zhì);用于模壓電氣配件時(shí)，具有極好的水密封性，如運(yùn)用不一樣資料，能使接頭被嵌入到用TPV作的電插座里，構(gòu)成一個(gè)全體新件而具有極好的水密封性，且本錢低。別的，因?yàn)榫哂袠O好的耐候性、低溫柔韌性、尺度安穩(wěn)性及描繪靈敏性，可做更精密的商品，而對(duì)電絕緣性無(wú)影響。TPV還可用于電力傳輸體系。
3.3 建筑資料
EPDM/PP TPV是門窗、玻璃密封及脹大縫隙膠的抱負(fù)資料，具有耐久性好，運(yùn)用壽命長(zhǎng)及優(yōu)秀的密封性、耐候性和耐化學(xué)藥性格等;可共擠出;裝置時(shí)伸長(zhǎng)小，本錢低，尺度準(zhǔn)確，比EPDM,CR, MVQ高3倍;可疾速熱火焊，節(jié)省時(shí)刻、費(fèi)用，不需粘合劑或?qū)ｉT的注射焊接機(jī);與PC或ACM相溶性好，無(wú)裂紋或裂口;緊縮變形低，在長(zhǎng)時(shí)間密封壓力下表現(xiàn)出杰出的記憶性;易上色，可任意挑選色彩，與其他配件堅(jiān)持色彩共同;低溫柔韌性好，在一60℃可長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)用;耐疲憊。
3.4 包裝資料
EPDM/PP TPV和IIR/PP TPV不管在功能仍是漂亮上都是包裝資料的抱負(fù)資料，具有耐高溫、耐化學(xué)藥品、緊縮變形性低和拉伸功能及耐動(dòng)態(tài)疲憊性好等長(zhǎng)處，廣泛用于:(1)食物和飲料:TPV是蒸餾水、牛奶、果汁、啤酒、白酒和食物等的最佳包裝資料，具有密封性好，在較寬的溫度規(guī)模內(nèi)柔性好、耐化學(xué)藥性格佳、高溫縮短性及上色性好、滲透性低一級(jí)特色;(2)美容及化妝品:能與各種色彩匹配，能夠涂色、混色，耐油、耐化學(xué)藥品、沖擊功能優(yōu)秀，不易站污或發(fā)生劃痕;(3)醫(yī)藥方面:用醫(yī)用級(jí)TPV制得隔板、密封件、襯墊經(jīng)水蒸汽高壓滅菌器、高能離子輻射和氧化乙烯消毒后，其功能無(wú)改動(dòng)。醫(yī)用級(jí)TPV對(duì)大多數(shù)典型的醫(yī)用流體具有極好的安穩(wěn)性。
3.5 其他范疇
EPDM/PP TPV用于制備自己保護(hù)品和文具商品，具有外觀和上色性好、描繪靈敏、耐熱、耐化
學(xué)藥品、耐蒸汽、抗清洗劑的長(zhǎng)處，滿意FDA需要。因?yàn)檫€具有安全性和抗震性好的特色，還可用于體育、打獵、垂釣器件。
更重要的是，各種TPV之間能夠共混得到功能更為優(yōu)秀的共混物。如NBR/PP TPV和EPDM/PP TPV共混物的耐油性與NBR/PP TPV適當(dāng)，但耐低溫性杰出。關(guān)于不一樣樹脂基體TPV的共混，如尼龍基TPV與聚丙烯基TPV的共混，能夠經(jīng)過馬來(lái)酸配改性PP與尼龍反響生成尼龍一聚丙烯接枝共聚物來(lái)進(jìn)步2種TPV的相容性。經(jīng)過改動(dòng)塑料組分或橡膠組分，擴(kuò)展TPV中各組分的挑選種類，添加TPV種類。
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