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熱塑性彈性體腳輪配方

發表時間:2012/8/15 22:34:52

 什么是熱塑性彈性體腳輪
        熱塑性彈性體腳輪(Thermoplastic Elastomer-TPE)亦稱熱塑性橡膠(Thermoplastic Rubber-TPR)，是一種兼具橡膠和熱塑性塑料特性之材料，熱塑性彈性體腳輪具有多種可能的結構，最根本的一條是需要有至少兩個互相分散的聚合物相，在正常使用溫度下，一相為流體(使溫度高于它的Tg─玻璃化溫度)，另一相為固體(使溫度低于它的Tg或等于Tg)，并且兩相之間存在相互作用。即在常溫下顯示橡膠彈性，高溫下又能塑化成型的高分子材料，具有類似于橡膠的力學性能及使用性能、又能按熱塑性塑料進行加工和回收，它在塑料和橡膠之間架起了一座橋梁。因此，熱塑性彈性體腳輪可象熱塑性塑料那樣快速、有效的、經濟的加工橡膠制品。就加工而言，它是一種塑料；就性質而言，它又是一種橡膠。熱可塑性彈性體有許多優于熱固性橡膠的特點。
        目前，熱塑性彈性體腳輪尚無統一的命名，習慣以英文字母縮寫語TPR表示熱塑性橡膠，TPE表示熱塑性彈性體腳輪，兩者在有關資料著作中均有使用。為統一起見，都以TPE或熱塑性彈性體腳輪稱之。
2、熱塑性彈性體腳輪的主要分類：
        TPS-苯乙烯類TPE(SBS、SIS、SEBS、SEPS)——為丁二烯或異戊二烯與苯乙烯嵌段型的共聚物，其性能最接 近SBR橡膠，約占全部TPE一半左右。
        TPO-聚烯烴熱塑性彈性體腳輪Thermoplastic Polyolefin——烯烴類TPE系以PP為硬鏈段和EPDM為軟鏈段的共混物，簡稱TPO。由于它比其它TPE的比重輕(僅為0.88)，耐熱性高達100℃，耐天侯性和耐 臭氧性也好，因而成為TPE中又一發展很快的品種。
 
        TPV-動態硫化熱塑性彈性體腳輪 ThermoplasticVulcanizate——1973年出現了動態部分硫化的TPO，特別是在1981年美國Mansanto公司開發成功以Santoprere命名的完全動態硫化型的TPO之 后，性能又大為改觀，最高溫度可達120℃。這種動態硫化型的TPO簡稱為TPV，是ThermoplasticVulcanizate的簡稱，主要是對TPO中的PP與EPDM混合物在熔融共混時，加入能使其硫化 的交聯劑，利用密煉機、螺桿機等機械高度剪切的力量，使完全硫化的微細EPDM交聯橡膠的粒子，充分分散在PP基體之中。
         TPU-聚氨酯熱塑性彈性體腳輪Thermoplastic polyurethane elastomer——聚氨酯熱塑性彈性體腳輪又稱熱塑性聚氨酯橡膠，簡稱TPU，是一種(AB)n型嵌段線性聚合物，A為高分子量(1000-6000)的聚酯或聚醚，B為含2-12直鏈碳原子的二醇，AB鏈段間化學結構是用二異氰酸酯，通常是二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)連接。熱塑性聚氨酯橡膠靠分子間氫鍵交聯或大分子鏈間輕度交聯，隨著溫度的升高或降低，這兩種交聯結構具有可逆性。在熔融狀態或溶液狀態分子間力減弱，而冷卻或溶劑揮發之后又有強的分子間力連接在一起，恢復原有固體的性能。
        TPVC-聚氯乙烯熱塑性彈性體腳輪，是Polyvinyl chloride based thermoplastic的簡稱——分為熱塑性PVC和熱塑性CPE兩大類，前者稱為TPVC，后者稱為TCPE。TPVC主要是PVC的彈性化改質物，又分為化學聚合和機械共混兩種形式。化學聚合可通過下面四種方式制取：1）高聚合度純PVC(HPVC)；2）部分交聯PVC；3）離子交聯PVC；4）特殊共聚PVC。
機械共混主要是部分交聯NBR混入PVC中形成的共混物(PVC／NBR)。TPVC實際說來不過是軟PVC樹脂的延伸物，只是因為壓縮變形得 到很大改善，從而形成了類橡膠狀的PVC。這種TPVC可視為PVC的改性品和橡膠的代用品，主要用其制造膠管、膠板、膠布及部分膠件。
        TPEE-熱塑性聚酯彈性體 Thermoplastic polyester elastomer，是PET與聚醚的共聚物——以杜邦公司Hytrel為代表，雖然Hytrel在1972年就已工業化，但其應用的發展勢頭遠遠不如TPV。由于價格高，也限制它在一般用途的使用，大多用于要求苛刻的高端制品。
其他熱塑性彈性體腳輪
► MPR—熔融加工型熱塑性彈性體腳輪
► TPAE，TPA—熱塑性聚酰胺彈性體
► FTPV—熱塑性氟橡膠
熱塑性彈性體腳輪的發展[飛步腳輪原創文章]
         熱塑性彈性體腳輪（TPE，Thermoplastic Elastomer），又稱熱塑性橡膠（TPE，Thermoplastic Rubber），是新型彈性體，它經歷了四個發展階段（1985～1967，1968～1977，1989～今），取得了長期發展，涌現出許多工業化產品，成為與傳統硫化橡膠強有力的競爭對手。
 2003年各種熱塑性彈性體腳輪使用比例
        從1938年德國Bayer最早發現聚氨酯類TPE，1963年和1965年美國Phillips和Shell開發出苯乙 烯—丁二烯—苯乙烯嵌段聚合物TPE，到70年代美歐日各國開始批量生產烯烴類TPE以來，技術不斷創新，新的TPE品種不斷涌現，構成了當今TPE的龐 大體系，使橡膠工業與塑料工業結合聯姻大大向前邁進了一步。
        熱塑性彈性體腳輪經歷了四個發展階段（1985～1967，1968～1977，1989～今），取得了長期發展，涌現出許多工業化產品，成為與傳統硫化橡膠強有力的競爭對手。
        相關資料報道，2003年全球TPE消費量約為1 85萬噸，過去10年全球保持年均6%左右增長速度，2003年比2002年增長了6.4%。目前TPE消費結構中TPS約占44%、TPO占31%、TPU占9.5%、TPEE占6.5%、其他TPE占9%。運輸工業及有關行業已成為TPE頭號下游消費市場，2003年用量約為105萬噸。
        隨著美國和歐洲汽車產量的增加，以及中國及環太平洋地區一些國家工業的迅速發展，TPE應用日益擴大，近年來增長強勁的是動態硫化熱塑性彈性體腳輪（TPV）。其在以汽車為中心的應用市場連續保持年均增長15%以上，作為替代軟PVC和橡膠的新型高性能材料，具有成本和性能上的優勢。國外報道預測，未來幾年苯乙烯類熱塑彈性體（TPS）仍居用量之首，但是所占份額呈下滑趨勢；隨著TPO進入汽車和醫療市場，替代傳統的熱固性橡膠和聚氯乙烯材料等，TPO市場份額將不斷擴大，消費量快速增長。未來幾年全球TPE消費將提速，預計年均需求增長率將達到7%左右。
        我國是TPE重要的消費市場，2003年消費量約為30萬噸，其中主要是苯乙烯和丁二烯嵌段共聚物（SBS）。隨著我國近年來汽車工業高速發展，TPO類熱塑彈性體的應用將迅猛增加，預計未來幾年我國TPE的消費年均增長率將超過12%，。我國已成為全球TPE需求增長最快的國家之一，而且尤其是以汽車為中心應用市場將保持年均15%～20%的高速增長。
 
 熱塑性彈性（TPE）的優勢與缺點
 熱塑性彈性體腳輪是一種性能獨特的人造熱可塑性彈性體，具有非常廣泛的用途。其優良的產品適用性來源于其特殊的分子結構的可調整性和可控制性，從而表現出以下
優異的性能：
（1）物理性能優越：
        良好的外觀質感，觸感溫和，易著色，色調均一，穩定；
        可調的物性，提供廣闊的產品設計空間；
        力學性能可比硫化橡膠，但無須硫化交聯；
        硬度范圍寬闊，自SHORE-A 0度至SHORE-D 70度可調；
        耐拉伸性能優異，抗張強度最高可達十幾個Mpa,斷裂伸長率最高可達十倍以上；
        長期耐溫可超過70℃，低溫環境性能良好，在-60℃溫度下仍能保持良好的繞曲性；
        良好的電絕緣性及耐電壓特性。
        具有突出的防滑性能，耐磨性和耐候性能
（2）化學性能優越
        耐一般化學品（水、酸、堿、醇類溶劑）；
        可在溶劑中加工，可短期浸泡于溶劑或油中；
        無毒性；
        良好的抗紫外線輻射及抗氧化性能，可使用于戶外環境；
        粘結性能好，選用合宜的膠粘技術可直接與真皮合成或人造皮革表面牢固粘合。
（3）、生產加工優勢
        無需硫化即具有傳統硫化橡膠之特性，節省硫化劑及促進劑等輔助原料；
        適合注塑成型、壓鑄成型、熱熔和溶解涂層等多種工藝；
        邊料、余料和廢料等可完全回收再利用，且不改變性能，降低浪費；
        簡化加工工藝，節約加工能耗與設備資源，加工周期短，降低生產成本，提高工效；
       加工設備及工藝簡單，節省生產空間，降低不合格品率；
        產品無毒，無刺激性氣味，對環境、設備及人員無傷害；
        材料可反復使用，邊腳廢料可回收，可以說生產中無廢料；
        加工助劑和配合劑較少，可節省產品質量控制和檢測的費用；
        產品尺寸精度高、質量更易于控制；
        材料比重少，且可調；
        可直接與PP、ABS等多種塑料摻混而制成特種塑料合金。
        彈性體具有優越的物理、化學性能且易于加工，同時，該產品還具有無毒、無污染并可回收二次加工的環保優勢。因此，在眾多工業領域被廣泛應用，如：玩 具、運動器材、鞋材、文具、五金、電動工具、通訊、電子產品、食品和飲料包裝、家用電器、廚房用品、醫療器械、汽車、建筑工程、電線電纜等。
        更可貴的是，她是引領新產品設計和市場導向的優質材料，
——其柔軟的質感和可調整的物性、硬度和適宜多種加工工藝且具有環保優勢
——為廣大產品設計師提供了巨大的發揮空間，這無疑對您創新產品，增加價值，引領市場潮流提供了巨大的幫助。
缺 點
       1．TPE的耐熱性不如橡膠，隨著溫度上升而物性下降幅度較大，因而適用范圍受到限制。
        2．壓縮變形、彈回性、耐久性等同橡膠相比較差
        3．價格上也往往高于同類的橡膠。
        但總的說來，TPE的優點仍十分突出，而缺點則在不斷改進之中，作為一種節能環保的橡膠新型原料，發展前景十分看好。
熱塑性彈性（TPE）的應用
熱塑性彈性體腳輪因其具有彈性并可以采取塑料加工方式，它的應用領域很廣：汽車、電子電氣、辦公用品、運動物品
1．電子電器
• 電線電纜：
        如手機耳機線，鼠標線，電腦排線，連接線，潛水電線，電線接頭等。產品分為非阻燃，符合ROHS環保阻燃,無鹵阻燃三類。
• 電子、電器、電訊：
如彈性觸點開關，彈性卡簧，手機耳塞，對講機天線，游樂器方向盤，攝像頭底座；注塑電器制品，小家電配件，吸塵器管子，洗碗機管子，空調排水波紋管，冰箱門封條；
電腦腳墊，手提電腦底座，鼠標輪子，鼠標墊等。
2、汽車配件
       汽車地毯
      擋風玻璃密封條
      安全氣囊蓋
      車燈墊片，擋泥板
      防塵罩，減振件，
      汽車密封件，汽車內飾件等。
3．文具用品
筆套，筆筒，訂書機底板，訂書機握把，美工刀，文具飾件等。
4．工具材料
 工具握把，如剪刀柄，鉗子柄，刷子手柄；電動工具握把，如沖擊鉆握把；
 工業用輪子；
 撓性軟管；
工業片材；
油漆刷子柄；
 防毒面罩等勞防用品；
園藝工具；
卷尺蓋等。
5．日常生活用品
  牙刷柄；
   箱包手柄握把；
  手電筒握把；
   童車手把、坐墊和輪子；
   廚房和家居用品；
   浴室用品如浴室墊，花灑，排水管接頭等；
   化妝品、日用品、藥物、食品及飲料包裝；
   止滑衣架；滾筒；
   墊片如茶杯墊等。
6．運動器材
 魚餌（海中釣魚假魚餌），擴胸條（拉力器），運動器材手把（如健身器材握把），潛水器材（如蛙鞋，游泳鏡帶），腳踏車配件。
7．醫療器材
注射器密封膠塞，醫用墊圈和膜片，一次性止血帶，吸耳球，呼吸管，體溫計等
8．密封件
♦  可樂瓶塞密封墊片
♦  密封圈
♦  閥門，垃圾桶蓋密封墊等。

9．鞋材
 鞋底
 鞋墊
 鞋跟
 鞋飾品。
9．玩具
軟質玩具如水球，彈跳球，老鼠，玩具熊等；
 飾品；
 玩具車輪等。
10．建筑材料
玻璃配件，伸縮縫，門窗密封條。
11．塑料改性
改性聚苯乙烯，改性尼龍，改性聚丙烯等。
一）TPU-聚氨酯熱塑性彈性體腳輪
         TPU-聚氨酯熱塑性彈性體腳輪Thermoplasticpolyurethaneelastomer，聚氨酯熱塑性彈性體腳輪又稱熱塑性聚氨酯橡膠，簡稱TPU，是一種(AB)n型嵌段線性聚合物，A為高分子量(1000-6000)的聚酯或聚醚，B為含2-12直鏈碳原子的二醇，AB鏈段間化學結構是用二異氰酸酯，通常是二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)連接。熱塑性聚氨酯橡膠靠分子間氫鍵交聯或大分子鏈間輕度交聯，隨著溫度的升高或降低，這兩種交聯結構具有可逆性。在熔融狀態或溶液狀態分子間力減弱，而冷卻或溶劑揮發之后又有強的分子間力連接在一起，恢復原有固體的性能。
 
        聚氨酯彈性體是聚氨酯合成材料中的一個品種，由于其結構具有軟、硬兩個鏈段，可以對其進行分子設計而賦予材料高強度、韌性好、耐磨、耐油等優異性能，它既具有橡膠的高彈性又具有塑料的剛性，被稱之為“耐磨橡膠”。由于其極其優異的性能而廣泛應用于汽車、建筑、礦山開采、航空航天、電子、醫療器械、體育制品等多個領域，成為極具發展前景的合成材料制品。
生產與應用
        聚氨酯彈性體通常由聚醚/聚酯多元醇、異氰酸酯、擴鏈劑、交聯劑及少量助劑制得。聚醚/聚酯多元醇主要有聚四亞甲基已二酸酯二醇、聚ε-已內酯二醇、聚六亞甲基碳酸酯二醇、聚氧化丙烯醚二醇、四氫呋喃均聚醚二醇等。二異氰酸酯類有二苯基甲烷二異氰酸酯、亞甲基-雙（4-環已基異氰酸酯）、對苯基二異氰酸酯、1,5-二萘二異氰酸酯、對苯基二甲基二異氰酸酯等。擴鏈劑一般選擇1,4-丁二醇、1,4-環已烷二甲醇、對苯基二甲基二醇等。其合成可以采用本體聚合或者溶液聚合的方式進行合成。本體聚合適合大規模生產，產品質量穩定，但是設備投資高、操作復雜；溶液聚合易控制、產品性能優異，但是對溶劑要求嚴格，需要防止溶劑揮發及處理和回收。工業上通常采用雙螺桿連續反應和擠出設備生產出各種牌號的顆粒產品，市場上銷售的品種按其結構分為兩大類，一是以美國固特里奇公司生產的Estane為代表，是沒有交聯鍵的完全熱塑性聚合物，其顆粒貯存穩定性好，成型時也十分穩定、固化后機械性能優異，但是軟制品壓縮永久變形比較大，耐化學藥品性稍差；二是以美國Mobay公司的產品Texin為代表，成型后生成少量的交聯鍵，其顆粒中存在少量的異氰酸基，因此運輸貯存避免接觸水分，其壓縮變形小，耐化學藥品性比較好。另外也有相對產品采用注射成型的加工工藝制備。
        聚氨酯彈性體全球消費量逐年快速上升，2000年全球消費量為12萬噸左右，2003年全球消費量增加到19萬噸左右，國外權威機構預測未來幾年內全球將保持7%~8%的速度增長，其中汽車業和制鞋業是聚氨酯彈性體主要消費市場，也是消費增長最快的兩大領域。國際上聚氨酯彈性體主要生產廠家為：美國固特里奇公司、Mobay公司、陶氏化學、亨斯曼公司，德國拜耳公司，日本的旭硝子公司、協和發酵、NOK公司等。其中拜耳公司和亨斯曼公司以制鞋料為主，而陶氏化學、旭硝子公司、NOK和協和發酵則以汽車機械部件為主。目前這些主要生產公司不斷推出新品種向周圍領域擴張。
        由于聚氨酯彈性體生產過程不需要硫化反應，可以縮短生產周期，邊角料和廢棄的聚氨酯彈性體可以回收加工利用，同時還可以與其他熱塑性塑料如聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚碳酸酯（PC）等共混以改善物性、加工性能及降低成本。加上我國目前已成為世界制鞋業生產基地，以及近年來國內汽車工業的迅猛發展，因此我國成為亞洲聚氨酯彈性體主要消費國。最早我國由山西太原化工研究所成功開發出聚氨酯彈性體產品并有商品問世，隨后天津、江蘇、福建、浙江等地引進了多套聚氨酯彈性體生產線，主要以進口聚四亞甲基醚二醇來生產聚氨酯彈性體，生產密封墊、密封橡膠等。另外國內多條聚氨酯彈性體生產線正在建設投產或計劃建設之中，2003年國內聚氨酯彈性體的生產能力約為1.3萬噸/a，隨著我國上海漕涇、寧波大榭島等大型聚氨酯生產基地即將建成，也必將推動我國聚氨酯彈性體生產與發展。
        聚氨酯彈性體既有橡膠的高彈性又具有塑料剛性，而且加工方式多種多樣，決定了聚氨酯彈性體具有十分廣泛的應用領域。
        汽車工業，聚氨酯彈性體用于生產導向套、軸封、軸承、變速桿連接護套、墊圈、墊片、密封墊、門窗封條、液壓管、椅背拉手等。以玻璃纖維增強的可提高剛性和沖擊性的增強型聚氨酯彈性體，可以制作汽車保險杠等大型部件。特別是在聚氨酯彈性體中加入反應性成分，在熱塑成型之后通過“熟成”而形成不完全 IPN（聚氨酯-丙烯酸酯互穿網絡聚合物），大大增加了聚氨酯彈性體的物理機械性能，此外聚氨酯彈性體/PC共混型合金等都大大提高了汽車保險杠的安全性能。
制鞋業，目前全球制鞋業消費占聚氨酯彈性體總消費量的1/4左右，在旅游鞋、運動鞋及運動制品中應用較多。近年來開發出許多易加工新品種，如適于雙色成型、能增加透明性、高流動、高回收和可提高加工生產效率的聚氨酯彈性體，擴大了制鞋領域。
        其他領域，聚氨酯彈性體特別適合制造海洋漂浮電纜的護套；在石油化工領域用作潤滑油、油類和溶劑等產品包裝容器；在航空航天領域可用于制作燃料缸、軟油箱、氣象探測氣球等；在醫療衛生領域，可利用其良好生物相容性和血液相容性制作醫用導管、薄膜、片材、異型件等；另外用其制備的透明膠管可廣泛應用于農業灌溉、食品輸送等領域。
發展趨勢
        由于聚氨酯彈性體的優異性能和廣泛用途，國內外對聚氨酯彈性體研究方興未艾，不斷通過技術手段提高聚氨酯彈性體加工與應用性能。近年來國內外開發出多種聚氨酯彈性體新品種，其中最有發展潛力的品種有：
♦ 高熱穩定性聚氨酯彈性體
        國內黎明化工研究院等單位針對聚氨酯彈性體耐高溫性能差和易水解等缺點，通過提高彈性體分子交聯密度、提高微相分離程度和選擇異氰酸酯和擴鏈劑等原料改善聚氨酯彈性體的性能，此外還通過加入抗氧劑、熱穩定劑和一些填料來有效提高聚氨酯彈性體熱穩定性能。
♦ 抗靜電聚氨酯彈性體
        許多應用領域尤其是一些新開發的電子、醫療、汽車、包裝等行業對抗靜電要求較高，因此抗靜電聚氨酯彈性體開發成為重要發展方向。國內多家研究機構采用添加陽離子抗靜電劑，填充炭黑、金屬材料、金屬纖維，與親水性聚合物或本征導電高分子的共混物等手段制備抗靜電的聚氨酯彈性體。
♦ 生物降解聚氨酯彈性體
        技術人員利用生物資源的天然結構及特性，生產像木材那樣能被微生物分解的聚氨酯彈性體制品。目前日本的一些公司將木粉、蔗糖及廢棄的咖啡等天然原料混合于聚合物多元醇中制備聚氨酯彈性體，既能減少多元醇的用量，降低生產成本，又賦予制品生物分解性，國外已有一定數量商品問世。
♦ 高阻尼聚氨酯彈性體
        美國EAR特種復合材料公司生產的高性能阻尼聚氨酯彈性體，用途廣泛，制成的膠墊、密封件、套環、緩沖件、軸封等具有很好阻尼作用。特別是在各種精密設備、醫療器械及日用品、辦公用品和電子計算機中，該材料在惡劣的外部環境中能夠長期使用，不僅阻尼性能好、而且機械強度高、回彈率高、尺寸穩定性好、耐多種溶劑及臭氧、紫外線等。尤其是在汽車行業應用廣泛，目前已引起國內業界的高度重視。
♦ 液晶聚氨酯彈性體
        近年來液晶聚氨酯彈性體研究比較活躍，主要集中在原料的選擇、工藝路線的優化和物性改善等方面。液晶聚氨酯是由剛性致介基因和柔性間隔基團連接而成，是一種在熔體狀態下具有液晶性能的聚氨酯彈性體，該材料具有良好的機械、熱穩定、高彈性、高延伸性能和加工性能。液晶聚氨酯彈性體的合成可以采取一步或兩步聚合的方法，加工成型工藝多樣，擠出、注射、模塑和涂覆均可。
♦ 改性聚氨酯彈性體
        合成材料共混改性成為目前高分子化合物研究與發展重點之一，聚氨酯彈性體可以與PVC、PV、PE、ABS等多種合成樹脂進行共混改性，以降低生產成本和提高物理和加工性能。國外還開發出不同原料的聚氨酯彈性體，如以1,4-亞苯基二異氰酸酯為原料合成的聚氨酯彈性體，具有突出的動態力學性能，回彈性好，而且具有非常好的撓曲性。目前國外一些公司已經開發出商品化的以1,4-亞苯基二異氰酸酯為原料的聚酯聚醚預聚體，應用和市場前景均十分看好。
♦ 形狀記憶聚氨酯彈性體
        形狀記憶聚氨酯彈性體是一種新型形狀記憶材料，形狀記憶聚氨酯彈性體具有價格低、易成型加工、應用范圍廣等優點，且原料來源廣、配方可自由調整、性能選擇范圍寬、能滿足不同場合的要求。國外多家公司實現工業化生產，我國南京大學表面和界面化學工程技術研究中心已成功研制出形狀記憶溫度為37℃的體溫形狀記憶聚氨酯彈性體。該類聚氨酯彈性體在工程、建筑、日常生活及醫療等方面具有巨大的應用潛力。其與普通聚氨酯彈性體一樣可以采用澆鑄法直接制得制品，也可以采用雙螺桿擠出機，先制成顆粒狀，再經注射成型等加工方法制成成品。
二）TPO-聚烯烴熱塑性彈性體腳輪
TPO-聚烯烴熱塑性彈性體腳輪ThermoplasticPolyolefin，烯烴類TPE系以PP為硬鏈段和EPDM為軟鏈段的共混物，簡稱TPO。由于它比其它TPE的比重輕(僅為0.88)，耐熱性高達100℃，耐天侯性和耐臭氧性也好，因而成為TPE中又一發展很快的品種。
        TPV-動態硫化熱塑性彈性體腳輪：1973年出現了動態部分硫化的TPO，特別是在1981年美國Mansanto公司開發成功以Santoprere命名的完全動態硫化型的TPO之后，性能又大為改觀，最高溫度可達120℃。這種動態硫化型的TPO簡稱為TPV，是ThermoplasticVulcanizate的簡稱，主要是對TPO中的PP與EPDM混合物在熔融共混時，加入能使其硫化的交聯劑，利用密煉機、螺桿機等機械高度剪切的力量，使完全硫化的微細EPDM交聯橡膠的粒子，充分分散在PP基體之中。
        烴類TPE系以PP為硬鏈段和EPDM為軟鏈段的共混物，簡稱TPO。由于它比其它TPE的比重輕(僅為0.88)，耐熱性高達100℃，耐天侯性和耐臭氧性也好，因而成為TPE中又一發展很快的品種。自從1972年在美國由Uniroval公司以TPR的商品名首先上市以來，多年以兩位數增長，2000年生產量已達35萬t，到2002年估計可達40萬t。現在，TPO已成為美日歐等汽車和家電領域的主要橡塑材料。特別是在汽車上已占到其總量的3／4，用其制造的汽車保險杠，已基本取代了原來的金屬和PU。
        1973年出現了動態部分硫化的TPO，特別是在1981年美國Mansanto公司開發成功以Santoprere命名的完全動態硫化型的TPO之后，性能又大為改觀，最高溫度可達120℃。這種動態硫化型的TPO簡稱為TPV，主要是對TPO中的PP與EPDM混合物在熔融共混時，加入能使其硫化的交聯劑，利用密煉機、螺桿機等機械高度剪切的力量，使完全硫化的微細EPDM交聯橡膠的粒子，充分分散在PP基體之中。通過這種交聯橡膠的“粒子效果”，導致TPO的耐壓縮變形性、耐熱老化性、耐油性等都得到明顯改善，甚至達到了CR橡膠的水平，因而人們又將其稱為熱塑性硫化膠。
        利用TPV的耐油性，現已用其替代NBR、CR制造各種橡膠制品。TPV還可以與PE共混，同SBS等其它TPE并用，互補改進性能。現在；在汽車上已廣泛作為齒輪、齒條、點火電線包皮、耐油膠管、空氣導管以及高層建筑的抗裂光澤密封條，還有電線電纜、食品和醫療等領域，其增長幅度大大超過TPS。[飛步腳輪原創文章]

        近年，德國又在TPV的基礎上推出了聚合型TPO，使TPV的韌性和耐低溫等性能又出現了新的突破。美國也開發出綜合性能更好的IPN型TPO。1985年又出現完全動態硫化型的PP／NBR—TPV，它以馬來酸酐與部分PP接技，以部分NBR用胺處理，形成胺封末端的NBR。這種在動態硫化過程中能形成少量接技與嵌段的共聚物，可取代NBR用于飛機、汽車、機械等方面的密封件、軟管等。這種共混體由于兩種材料極性不同，彼此不能相容，因而在共混時必須加入MAC增容劑。這類增容劑主要有：亞乙基多胺化合物，例如二亞乙基三胺或三亞乙基四胺；還有液體NBR和聚丙烯馬來酸酐化合物等。
        現在以AES公司(Monsanto)生產的代表性品種Santoprene(EPDM／PP-TPV)和Geolast(NBR／PP—TPV)為主，廣泛用于機械、電氣、建筑、食品、醫療等各領域。尤其是在汽車上面，已占到30%—40%，國外每輛小轎車的TPE用量已達10kg，約占汽車零件的10%。TPV可以用塑料加工通用的吹塑、注塑和擠出成型等方式生產各種零件。吹塑制品有汽車的空氣凈化器導管、齒輪罩防護套、聯軸節護套等。注塑制品有塞頭襯墊、反光鏡襯墊、腳踏剎車襯墊、剎車增力裝置導管護套、曲軸罩護套等，還可制造同步帶。擠出制品有電線電纜護套、燃料管外層膠和各種密封條。尤其是汽車上的密封條，使用TPV已成為時髦，包括實心和發泡產品，靜密封和準動／動態密封制品等等，已基本取代了橡膠。
        目前在烯烴基TPE中，TPO約占80%—85%，TPV占15%-20%。正因如此，世界其他各大知名EPDM合成橡膠生產廠家，如DDE(DuPont-DOW)的Nordel TP，Goodrich Talcar TR，Exxon—Monsanto的Vistaflex和Thionic Polymer，意大利Montedison的DutralTR，德國Bayer的LeveflexEP和Vestoprene，荷蘭DSM的KeltonTP，英國Enichem的Unepreene，還有日本JSR、三井石化、住友化學、旭化成等，都先后推出有自己特性的TPO、TPV生產牌號。為適應不同加工方式及用途，一般都在10-20種以上。雖然它們對具體生產方法和生產量大多未公布，但不外乎都是烯烴類的各種熔融共混物。熔融共混的TPV正成為各橡膠、塑料生產廠家競相發展的新型橡塑材料和最熱門的研發課題。還有各種TPO—TPV之間的相互共混，如EPDM／PP-TPV與NBR／PP-TPV，ACM／PP-TPV與EPDM／PA-TPV等，也正成為新的改性共混材料。
        我國TPO—TPV的生產使用是從1990年后半年開始的，特別是伴隨汽車工業的迅猛發展，TPO—TPV用量每年以10%-20%的速度急增。在2002年生產的325萬輛汽車中，至少有一半的小轎車已用上了TPO—TPV制造的保險杠和內外裝飾板以及零件。
        TPV是TPE世界中增長最快的一族，年增長率在10%-20%以上。由于其加工方法和性能最貼近硫化橡膠，以美國為主，在汽車等產品上覆蓋面非常寬廣，極具發展潛力。目前，國外密封條、護套、襯墊、包皮等大量向TPV轉移。

三）TPEE-熱塑性聚酯彈性體的加工應用
TPEE- 熱塑性聚酯彈性體是thermoplastic polyester elastomer的簡寫，熱塑性聚酯彈性體TPEE是含有聚酯硬段和聚醚軟段的嵌段共聚物；其中聚醚軟段和未結晶的聚酯形成無定形相，聚酯硬段部分結晶形成結晶微區，起物理交聯點的作用。熱塑性聚酯彈性體具有橡膠的彈性和工程塑料的強度，軟段賦予它彈性，使它像橡膠；硬段賦予它加工性能，使它像塑料。與橡膠相比，它具有更好的加工性能和更長的使用壽命；與工程塑料相比，它同樣具有強度高的特點，而柔韌性和動態力學性能更好。 TPEE具有高強度、高彈性、耐油、耐酸堿、耐高溫、耐輻射，動態力學性能特優等特性；使用溫度范圍為－55℃～＋150℃，硬度范圍30-75D。
熱塑性聚酯彈性體TPEE的發展
        1926年，B.F.Goodrich公司的Waldo Semon發現了增塑PVC具有與橡膠或皮革相似的柔韌性；從此開始了熱塑性彈性體腳輪的研究。
        1949年，Coleman為改善PET纖維的著色能力，研究了對乙二醇、對苯二甲酸二甲酯以及聚環氧乙烷二元醇的嵌段共聚物。從此關于聚酯彈性纖維的研究開始展開。五六十年代，關于聚酯彈性纖維的研究日漸全面，1967年開始了以聚對苯二甲酸丁二醇酯為硬段的聚酯彈性纖維的研究。
        1968年，Witsiepe開始就聚酯彈性體(由對苯二甲酸二甲酯、1,4-丁二醇和聚四氫呋喃醚二元醇制得)研究。1972年杜邦（Dupont）以商品名Hytrel將此類聚酯彈性體商業化。此后，Toyobo、DSM、LG CHEM、GE、Hechst Celanese、Goodyear、Montedison、Eastman化學和四川晨光科新塑膠有限責任公司等先后將聚酯彈性體商業化。
        可以看出，最初的研究開發TPEE的目的是為紡織工業制備高彈性纖維。今天，TPEE已成為不可替代的高性能工程級熱塑性彈性體腳輪新型材料。為適應市場需求，國外大公司現已開發耐熱、阻燃、高熔體強度等多種特殊品級，使TPEE應用領域大大擴展。
以杜邦公司Hytrel為代表的TPEE具有以下特點：
1、特點
A、硬度比較高，感覺像塑料。邵爾D型硬度30～82.
B、機械強度高，最高可達48MPa
C、耐熱、耐寒性好，使用溫度上限140℃，脆性強度<-70℃
D、抗沖擊（低溫沖擊）、耐疲勞。羅斯缺口屈撓個口增長性能可達1×106 次
E、抗撕裂：ASTMD1004的C型撕裂強度51×253KM.m-1 (硬度由35D～82D)
F、彈性高：回彈性60～70%
G、耐蠕變
H、耐油、燃料和多種其他化學藥品
2 應用
        雖然Hytrel在1972年就已工業化，但其應用的發展勢頭遠遠不如TPV。由于價格高，也限制它在一般用途的使用，大多用于要求苛刻的高端制品。
A、汽車安全氣囊展開門。國內外已確認Hytrel市目前最佳的材料。
B、液壓軟管。內外層都用Hytrel，擠出機螺桿是漸變變流螺桿（Gradual transition screw），等螺距、高壓縮比（2.7/1～4/1）。
C、工業車輪。耐磨、質量輕。
D、撓性連軸節：耐磨、高載荷和高扭矩下生熱小。
E、消防膠管內層膠：耐水解、耐霉菌、抗疲勞性都優良。
F、越野滑雪靴底：低溫屈撓性好、抗疲勞性佳。
G、汽車防塵罩
        中檔防塵罩（如齒條防塵罩）采用EPDM TPV（如Santoprene），中高檔和高檔防塵罩（如CVJ）采用TPEE（如Hytrel）。天津環宇公司用進口生產設備已大批量生產。
        只有硬度47D級的TPEE可以達到大眾和德爾福（Delph）的防塵罩力學性能要求。生產工藝：注一吹成型、設備與TPV防塵罩相同。TPEE注塑之前必須嚴格控制水分含量（<0.1%）注一吹操作中，TPEE的溫度敏感性比TPV達，要多加注意。
        目前中國橡膠行業使用TPEE量最大的產品就是汽車防塵罩，但是相對用量還是不大。
據杜邦公司稱：日本Shuehiro公司從傳統的硅橡膠改用Hytrel來制作遙控器的按鍵，從而縮短了生產周期、增強了設計的靈活性，相當“理想“。如果此技術得到推廣，則TPEE的用量會大大增加。

熱塑性聚氨酯彈性體（TPUR,TPU）的加工應用

目前，我國三大類聚氨酯橡膠中，M-PUR（混煉型聚氨酯橡膠）萎縮、C-PUR（澆注型聚氨酯橡膠）發展較快、T-PUR（熱塑性聚氨酯彈性體）較為平穩。
1、 特點
A、強度高。在現有的TPE中強度最高者，29.4～49MPa（硬度60A～80D）.
TPUR具有高的拉伸強度和良好的應力應變性能。同時TPUR在較長時間負荷作用下，應力應變曲線下降幅度較小，說明它適宜在長期負荷的惡劣環境中工作。
B、有優異的耐磨性。
C、耐熱性能并不突出。通常TPUR僅容許長期暴露在80℃以下的工作溫度環境中，軟的和硬的品級可以短期暴露在100℃工作溫度下，硬度高的品級可以在120℃溫度環境中短時間工作。
D、低溫性能優異。脆性溫度<-70℃,在低溫下有很高的抗沖擊強度，-20℃以下也不會破裂。
E、耐液體性能。耐酸堿較差，耐礦物油、脂較好，但對含乙醇的車用油有較大的溶脹時。一般，耐熱水、耐濕氣能力較差。但有些品種，對耐熱水性能有較大改進。
F、耐候性良好。雖然在日光紫外線長期照射下會輕微變黃，但材料的性能影響不大。戶外使用的TPUR，配方中均配有紫外線穩定劑，也可添加炭黑屏蔽紫外線，提高使用壽命。 
室溫下的屈撓性能很好。
3、 加工工藝      
      
A、膠料干燥：      
      
        使用前烘干，保證含水量<0.1%，甚至達0.02%。硬度<85A者，（80～90）℃×6h；硬度>85A者，（100～110）℃×3～5h.      
      
B、注射：      
      
        普遍采用三段螺桿注射成型。螺桿長/徑（L/D）比>15/1,一般在18/1～24/1范圍內。螺桿壓縮比應<4:1,通常在2:1～3.5:1范圍內。注射機容量應為制品的40%～80%。      
      
 注塑溫度：C1 190℃、C2 205℃、C3 215℃、C4 205℃、注嘴195℃。      
熔體溫度：硬度（75～90）A/（28～40）D者 180～210℃，硬度（90～95）A/(40～52)D者 190～225℃，硬度>95A/55D者 210～245℃。      
螺桿轉速：螺桿直徑（D）33、50、70和120mm，相應螺桿轉速為120、80、65、30r.(min)-1.      
注射壓力：一般為80～100MPa,低硬度小型制品6～10MPa。保壓壓力應大于1/2注射壓力。      
模具溫度：20～60℃。
         制品后處理：為達到制品預期的機械性能，注射好的TPUR產品要進行后處理。一般在烘箱中120℃×（50～20）h，再在室溫下停放數周。但為了盡快達到預期性能，消除制品內應力，在大型制品中普遍使用淬火后處理。TPUR的淬火條件——制品硬度<85A者，80℃×20h，>85A者100℃×20h.
C、擠出
        TPUR熔融溫度范圍較窄，達到某一特定溫度時，粘度會急劇下降，因此要嚴格擠出溫度在±2℃范圍內。
水分含量比注射更敏感，必須嚴格干燥。
螺桿：一般使用單螺桿擠出機。長徑比（L/D）25～30,壓縮比2:1～3:1.
擠出溫度：硬度60～80A者，C1 130～140℃、C2 145～160℃、C3 150～170℃、C4 160～180℃、接頭區 140～180℃、噴嘴區130～170℃。硬度85～95者，C1 150～170℃、C2 160～180℃、C3 170～185℃、C4 180～200℃、接頭區175～205℃、噴嘴區170～200℃ 。
過濾濾網：20/40/60。
螺桿轉速：<40r.(min)-1。
料溫：170～180℃。
D、溶液加工
        TPUR應用領域擴大，以溶液方式通過涂、噴、浸應用于皮革、織物、防水涂料、粘合劑等。
將TPUR溶于極強性溶劑（如甲乙酮、二甲基甲酰胺等）中，在一定范圍內攪拌使之溶解即可用于溶液加工。
4 、 應 用
        根據上述TPUR的特點，TPUR主要應用于高機械性能、高耐磨部件。
A、篩板 一般篩板市用澆注型聚氨酯橡膠（C-PUR）制造的。為克服C-PUR固化時間長、生產效率較低的缺點，對于小型PU篩板可使用TPUR以注射方式加工。也有企業采取擠出-旋轉熔接工藝生產TPUR篩板。
B、密封件 利用TPUR高強度、耐礦物油、耐磨的特點，采用注射成型生產液壓U型密封圈等，生產效率提高，使用效果良好。
C、消防膠管 以耐水解、耐霉菌品級的TPUR作消防膠管內襯層。我國曾從國外引進兩條生產線。
D、鞋類 運動鞋底、滑雪靴等
E、液壓膠管
F、減振件
G、腳輪
H、電纜護套
I、PU合成革 使用二甲基甲酰胺（DMF）、甲乙酮（MEK）、甲苯等為溶劑以及適當的助劑與TPUR膠料配置成各種規格、液型TPU合成革樹脂溶液，然后用濕法刮涂或浸漬等方式加工成PU合成革，用于衣料、箱包和鞋類的生產。
        此外，也可以使用TPUR膠粒直接熔融粘附于織物表面層，生產PU涂覆織物。

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