TPV 的混配和擠出在設備上的新發展

熱塑性硫化體（TPVs）屬于一種新興的材料，并且日益變得更加重要，特別是汽車工業，在整個 消費量中獲得了決定性的增長。在理想的環境中，TPVs 結合了橡膠的功能性和熱塑性塑料的易 加工性，因此可以補充彈性體和熱塑性材料之間的差異。 TPV 材料結構的可能性幾乎是的， 現在眾多新的不同的TPV 材料不斷推出， 與彈性體和熱塑 性塑料比較， 它們具有不同的結構和性能特征。 現在需要引入新的概念從而可以改變熱塑性塑料 的加工以適應TPE 材料所具有的特殊要求。 液壓擠出 TPVs 材料分成兩種主要的分類，即嵌段共聚物和彈性混合物。這是一種兩相體系，彈性體的軟 性的相和熱塑性塑料的剛性的相，而前述的大類還可以被分為另外的TPV 級別。 TPVs 材料的混配和動態硫化 許多年來，TPV 材料的混配線（包括填充、增強、塑化等）代表了一個重要的市場，完整的發展 方案包括機器設計和加工技術的發展。混配反應包括橡膠和熱塑性塑料的混合以及同時進行的橡 膠化合物的硫化也在一步中完成。

接下來則是彈性體與熱塑性塑料的交聯與混合。 TPV 材料的物理性質主要取決于已經形成的形態， 這種形態主要決定于混配加工和同時進行的彈 性的橡膠相的硫化過程，這些過程通常是在一個雙螺桿擠出機中完成的。 為了將彈性體相轉化成盡可能小的交聯部件， 就需要高度的剪切和拉伸流動， 這種加工過程使相 狀態轉化，這表示過量的彈性體原料被破碎、硫化并且從連續相轉變成非連續相。這是十分必要 的，可以保證隨后的TPV 材料的熱塑性加工的實現。 然而，在相轉變的過程中，剪切和拉伸流動加工，不可以使原料達到了熱分解的程度。同時，還 需要確保每一部分都得到了同樣程度的加工， 這樣可以避免有些部分沒有被攪拌剪切而導致在 終的TPV 材料上產生斑點和凝膠。對于通過剪切和拉伸流動的研究表明， 熱塑性塑料和彈性體如 果具有相似的相對粘度就有利于分散。 當超過毛細管數的臨界數后， 只要簡單的流動剪切就可以 實現良好的分散。

當然，實驗也證明，使用拉伸流動可以更好地實現分散。因此，可以說剪切和 拉伸流動的聯用可以顯著的簡化分散和相轉變的過程。 新的剪切和拉伸混合 研究建立了發展的基礎，新的共旋雙螺桿擠出的剪切和拉伸組件，圖一展示了新的部件。化合物 被送入流動通道，這個通道一邊接近螺桿，另一邊接近剪切和拉伸，這樣物料就被引入剪切和拉 伸通道。 這種受迫流動可以保證每種成分的原料都被同等的載入， 也就是說存在未分散部分的風 險就被降到了低。除此之外，這種受迫流動還可以把能量輸入水平降到低，這也意味著又可 以額外地降低熱分解的風險。 在Berstorff 還在進行著新的擴展實驗， 實驗TPV 的生產以及橡膠 化合物的連續混煉過程。緊湊的TPV 材料 因為其流動性， 絕大部分TPV 材料不能在傳統的為橡膠加工設計的機器上進行加工， 產品的特性，主要由其結構和相的形態決定的， 比如彈性混合體就由顆粒大小和分散度決定。 除了方向性和結 晶現象這些均聚聚合物的重要性質之外。

兩相體系結構的機械性質也是重要的影響因素， 還有更 進一步的就是顆粒大小和在分散相中的分散程度。 TPV 材料與傳統的交聯彈性體相比還有一個決 定性的優勢就是它是可以進行再生使用的，TPV 材料的粘度還有所降低而加工的步驟卻有增加。 單成份或多成份的擠出生產型材的產品線，TPV 還提供了多樣性。 泡沫TPV 通過添加合適的化學發泡劑在TPV 材料中，Berstoff 已經發展出用水加工低價的并且環境友好 的泡沫TPV 材料加工方法。 為實現這種產品， 一定數量的水被連續地采用高壓通過擠出管加到同質的TPV 熔化物中， 水然后 就均勻的與熔體混合并隨后冷卻，成型型材的時候，就降低熔體的壓力，這樣分散在其中的水就 會與此同時發生膨脹。合適的冷卻條件就可以保證產生的蒸汽可以很好地固定在固化的熔體中， 這就使得采用泡沫TPV 制造出來的型材的密度只有大約200g/l。Berstoff 已經可以將這種水汽 泡沫TPV 型材實現商業化生產并用在了汽車工業上。 結論與展望 因為幾乎可以制的與別的材料混用，TPVs 為我們展示了一個十分有意思的領域，在將來它 們會繼續不斷地在更廣闊的領域里取代傳統的橡膠材料

韓國樂天化學

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