热塑性硫化橡胶(TPV)的加工和应用
TPV的前世今生
热塑性弹性体(TPE)兼具传统橡胶的高弹性能和树脂的热塑加工性能,能够利用现有的树脂加工设备和加工方法(如压延、注射、吹塑等)进行橡胶制品制造,更重要的是,它能够像树脂一样实行多次加工并被回收和再利用,可极大地满足低能耗加工、多样化加工、精密加工、可重复加工的要求,
是橡胶发展的重要方向,也是解决橡胶加工和橡胶回收再利用的最好途径。
TPE的制备方法有化学合成法和共混法。共混法利用现有的橡胶和树脂品种,进行合理搭配生产多种热塑性弹性体,是一种极具竞争力的制备方法。共混法分为简单共混法和动态全硫化法,目前以后者为主。用动态全硫化技术制造的TPE常称作热塑性硫化橡胶(TPV),同目前的2类合成型热塑性弹性体相比,具有品种多、性能广、耐热温度高、耐老化性能优异、高温压缩永久变形小、尺寸稳定性优异、性能更接近传统硫化橡胶等特点。
1 TPV的加工流变性能
由于TPV材料的形态是由完全交联的橡胶粒子均匀地分散在热塑性树脂基体中所构成的,决定了
它像填充的聚合物熔融体,可在较宽条件下,应用传统的树脂加工设备和工艺进行加工。 TPV表现出显著的非牛顿流体特性,在较宽范围内粘度与剪切速率服从幂律关系,在模压或压延成型、挤出、吹塑直到注射成型中均有良好的加工性能。如在低剪切速率下的高熔融粘度,为挤出和吹塑制品提供了必要的熔体强度,确保了制品的尺寸稳定性。对于注射制品,因高注射剪切速率下粘度低,注模迅速完全。模注满后,由于剪切速率降低而使粘度大大增加,制品很容易从模中取出。对
于厚零件也能在极短的注射成型周期完成,而不产生大的变形。
TPV熔融体的粘度随温度变化不大,在较宽的加工温度范围内,可实现熔体流动的均匀性。 TPV模口膨胀率低且均匀,大大简化了对挤出和吹模口型的调整。但是由于大多数TPV有一定的吸湿性,
为了避免少量水分对生产的影响,应在60一90℃下干燥2一3 h。
2 TPV成型工艺
2.1 中空成型
中空成型是树脂特有的成型方法,一般的硫化橡胶成型不能应用,而TPV材料可采用这种方法。如汽车用齿条和齿轮护罩,用TPV替代氯丁橡胶,采用中空成型方法可使该部件的成本降低30%一40%,且可轻量化,制品性能也有所改善;用于汽车净化的空气通风管,采用三维交换吹塑成型技术能够一边切断TPV和聚丙烯,一边吹气挤出(管子的两端采用TPV以提高密封性;管子的其他腹部使用完全交联型TPE以改善屈挠疲劳性和柔软性;为降低成....
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