TPV是Thermoplastic Vulcanizate的簡稱，中文名稱為熱塑性三元乙丙動態(tài)硫化彈性體或熱塑性三元乙丙動態(tài)硫化橡膠，是高度硫化的三元乙丙橡膠EPDM微粒分散在連續(xù)聚丙烯PP相中組成的高分子彈性體材料。今天，小編就從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來為大家講解一下——TPV。讓大家對這個材料有一個清晰的認(rèn)識。
一 什么是TPV？ |
塑料相和橡膠相在熔融共混過程中，將橡膠進行硫化，得到的粒狀硫化橡膠相以微區(qū)相態(tài)穩(wěn)定地存在于塑料相中，這種方法制得的原料材料稱為動態(tài)硫化型熱塑性彈性體，熱塑性硫化橡膠(英文為ThermoplasticVulcanizate)，簡稱為TPV。
圖 TPV結(jié)構(gòu)（源于 北化工王立群教授演講報告）
注：橡膠相從連續(xù)相變成分散相，細小顆粒均勻分散到塑料相中，具有“海——島”結(jié)構(gòu)，當(dāng)然，島的數(shù)量比太平洋上的島分布要更多，更密；而一切工藝的基礎(chǔ)，就是為了實現(xiàn)相反轉(zhuǎn)的過程。設(shè)備，工藝，硫化劑含量，第三單體多少，塑料含量多少都是由此決定。
1.TPV的分類
TPV根據(jù)組成主要可以分為六類：
類別 | 硬度 | 軟段（硫化劑） |
TPV-PP/EPDM | PP | EPDM+硫化劑 |
TPV-PP/NBR | PP | NBR+硫化劑 |
TPV-PP/NR | PP | NR+硫化劑 |
TPV-PP/IIR | PP | IIR+硫化劑 |
生物基TPV | PLLA | ACM和MVQ+硫化劑 |
STPV|TPSiV | TPU | 硅橡膠+硫化劑 |
2.TPV的基本配方構(gòu)成（解析各組分影響）
制備TPV 的基本配方：PP 30 份，充油EPDM （環(huán)烷油等）70 份，過氧化二丙苯(DCP ) 適量，超細滑石粉適量，其它助劑適量。
（1）環(huán)烷油用量對性能的影響分析
EPDM的分散程度和界面層結(jié)構(gòu)是影響EPDM/ PP -TPV 性能的內(nèi)在因素，PP 與EPDM 的表面張力和溶解度參數(shù)都很相近，而在PP熔融溫度下，由于EPDM 粘度遠大于PP 粘度，與PP不具備粘度相近的共混原則；但EPDM 的粘度隨充油量的增加而明顯下降，且當(dāng)充油質(zhì)量分?jǐn)?shù)在20%和30%時，粘度隨溫度變化明顯。因此，合適的充油比對EPDM與PP的相容性與分散性非常重要。
（2）PP種類與用量（流動性）對性能的影響分析
高MFR的PP 能在較低溫度下與充油EPDM 熔融共混，其相同粘度共混溫度的范圍更寬，這有利于EPDM 充分分散到PP中；此外，粉狀PP的力學(xué)性能雖然比粒狀PP差，但二者生產(chǎn)的TPV性能相近，且粉狀PP充油時更均勻，有利于EPDM與PP共混均勻。
（3）橡塑組分的選擇對性能的影響分析
當(dāng)EPDM的用量超過30份時，共混物的沖擊強度呈現(xiàn)下降的趨勢。隨著橡塑比的降低，EPDM/PP共混物的模量、拉伸強度、壓縮永久變形、100%定伸應(yīng)力和硬度均有所增大，扯斷伸長率是先增大后減小，耐溶劑性和加工流動性提高。
（4）DCP用量對性能的影響分析
據(jù)實驗數(shù)據(jù)表明，當(dāng)DCP 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 5 %時EPDM/ PP 已完全動態(tài)硫化。
3.TPV生產(chǎn)工藝
最先是1973年由美國的Uniroyal公司開發(fā)，制得部分硫化的熱塑性彈性體，但是性能較差。20世紀(jì)70年代末期，美國Monsanto公司Coran等人對熱塑性塑料和彈性體的動態(tài)全硫化共混物進行了系統(tǒng)的研究，開發(fā)了一種動態(tài)全硫化生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)出了EPDM/PP等熱塑性彈性體(商品牌號為“Santoprene”)，成功地把硫化橡膠的一些特性(如耐熱性能和低壓縮變形性能)與熱塑性塑料的易加工特性結(jié)合在一起，使熱塑性彈性體真正地走向市場。
目前，除了動態(tài)硫化法制備TPV，還有物理共混法；但國內(nèi)TPV廠家，大部分都是采用Monsanto生產(chǎn)TPV的技術(shù)。
圖 TPV宏觀生產(chǎn)工藝
圖 TPV微觀生產(chǎn)工藝
二 EPDM生產(chǎn)企業(yè) |
三元乙丙橡膠（ethylene-Propylene terpolymer）是乙烯、丙烯以及非共軛二烯烴的三元共聚物，簡稱：EPDM，1963年開始商業(yè)化生產(chǎn)，是TPV的主要原料之一。據(jù)中國石油吉化研究院高級工程師關(guān)穎介紹，全球乙丙橡膠生產(chǎn)能力仍主要集中在北美、西歐、亞洲等地區(qū)，基本形成北美（48.5萬噸/年）、西歐（40萬噸/年）和亞洲（38.9萬噸/年）三足鼎立的格局。
近年來，全球乙丙橡膠產(chǎn)能呈緩慢增長態(tài)勢，亞洲成為乙丙橡膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支柱區(qū)域，產(chǎn)能擴增較快。隨著亞洲產(chǎn)能的逐漸釋放，2016年全球乙丙橡膠產(chǎn)能將有一個較大增量，預(yù)計產(chǎn)能超過165萬噸。
據(jù)了解，目前EPDM的供應(yīng)商主要為外資企業(yè)，分別是：陶氏化學(xué)、朗盛化學(xué)、三井化學(xué)、中國石油吉化、Sabic（年底建設(shè)完畢）、SK、美國獅子、意大利埃尼、?？松梨诨?、韓國錦湖、日本JSR等。
圖 三元乙丙橡膠（源于網(wǎng)絡(luò)）
三 TPV的生產(chǎn)企業(yè) |
縱觀國內(nèi)外TPV生產(chǎn)企業(yè)，能做特別大的并不多。大多數(shù)的TPV的生產(chǎn)企業(yè)，技術(shù)以Monsanto為主。
國外的TPV生產(chǎn)企業(yè)主要有：艾佩斯、、美國AES（?？松梨谌Y子公司）、日本三井、美國Zeon Chemicals、DowCorning 公司（TPSiV）、韓國SK 公司、土耳其英菲力Elastron等；
國內(nèi)的TPV生產(chǎn)企業(yè)主要有：山東道恩、臺灣李長榮、安徽雄亞、南京金陵奧普特、寶瑞龍、浙江萬馬、頂塑實業(yè)、張家港美特高分子、張家港新亞高分子、寧波巨特曼高分子、四川晨光科新、捷科（上海）高分子、河北科恩特、大連科盟、南通江洲工程、南京錦天、武漢固德威科技、中廣核三角洲集團等。
圖 TPV應(yīng)用于汽車密封件（圖片源于網(wǎng)絡(luò)）
四 TPV的應(yīng)用 |
TPV主要應(yīng)用于汽車部件、建筑交通、電子電器、日用消費品及其它。但隨著汽車用來的增長，未來TPV的產(chǎn)業(yè)鏈將從藍色海進入紅海，值得我們期待。
1.汽車領(lǐng)域
汽車各類密封條/密封件系列材料、高壓點火線、防塵罩、進氣管、通風(fēng)管、緩沖器、方向盤包皮、檔泥板等。
圖 TPV應(yīng)用于汽車零部件（源于橡塑展道恩展臺）
圖 汽車密封條（源于橡塑展道恩展臺）
圖 安全氣囊（源于橡塑展道恩展臺）
2.建筑交通
動力部件密封條； 建筑、 道路、橋梁伸縮縫；供排水管密封件、水灌系統(tǒng)控制閥等。國際航運集裝箱密封條、 道路安全隔離設(shè)施、緩沖防撞部件。
圖 TPV應(yīng)用于軌道交通的緣緩沖墊板
3.電子電器
電池殼、無線電話機外殼及變壓器外殼護套；耳機線外皮，耳機線接頭等；電源插座、插頭、護套等。
圖 TPV應(yīng)用于電子電器各部件
4.日用消費或其它
家用電器內(nèi)部使用的橡膠墊片或零件、衛(wèi)浴管材等。
圖 TPV應(yīng)用于衛(wèi)浴管材（源于橡塑展道恩官網(wǎng)）
總結(jié)
隨著EPDM產(chǎn)量不斷擴大，朗盛，Sabic，中石化三井等產(chǎn)能釋放，國內(nèi)工程塑料改性知名企業(yè)紛紛表示將通過汽車塑料的渠道進入TPV市場，TPV材料在汽車應(yīng)用中逐步滲透。所以，從整個產(chǎn)業(yè)鏈的角度去了解TPV是比較有意思的一件事。
文章圖片部分源于道恩官網(wǎng)、部分源于北化工教授、部分為艾邦所拍攝，部分源于網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)容源于艾邦高分子整理編輯，如需轉(zhuǎn)載請聯(lián)系我們！
當(dāng)然，除了整體為大家介紹TPV，之后的文章我們將從企業(yè)的角度為大家一一剖析TPV產(chǎn)業(yè)鏈，敬請期待！
下期的文章：
《全球有哪些做三元乙丙橡膠企業(yè)的企業(yè)？》產(chǎn)能如何，主要的牌號是什么？
《國內(nèi)外知名的TPV企業(yè)有哪些？》產(chǎn)能如何？主要應(yīng)用方向是什么？分布如何？
此外，我們目前也建立了一個“艾邦高分子TPV產(chǎn)業(yè)鏈交流群”，如果您也是出于這個產(chǎn)業(yè)鏈的朋友，不管是：原料、改性企業(yè)、設(shè)備企業(yè)、助劑企業(yè)、成型企業(yè)或者終端企業(yè)。都可以加入到我們產(chǎn)業(yè)鏈來，共同交流，實現(xiàn)資源信息暢通。申請加入，請加小編微信：15118070935
閱讀原文，申請加入TPV產(chǎn)業(yè)鏈交流群
↓↓↓
始發(fā)于微信公眾號：艾邦高分子