劉明，譯

(沈陽第四橡膠股份有限公司，遼寧 沈陽 110021)

0 引言

熱塑性彈性體（TPE）是一類具有橡膠和熱塑性塑料綜合優(yōu)異性能的材料，例如具有優(yōu)異的壓縮永久變形性能而顯示出很好的密封性，另外，還具有普通熱塑性塑料那樣的可加工性能。而熱塑性硫化膠（TPV）就是制備出的TPE一個(gè)分支。TPV可以通過動態(tài)硫化方式制備出來，而橡膠則是在熱塑性聚合物中硫化而聚合物則是在溫度升溫過程中進(jìn)行相近的混合（混煉）或素?zé)挕PV的彈性，拉伸性能和硬度的控制則是通過較硬的熱塑性聚合物相與例軟的橡膠相比較的變化來實(shí)現(xiàn)的。大家都知道TPV具有普通硫化橡膠優(yōu)越的密封性能，優(yōu)異的物理性能，很好的耐高溫性能和優(yōu)異的耐化學(xué)品性能。鑒于這些優(yōu)越性的表現(xiàn)，Santoprene熱塑性硫化膠（TPV）已經(jīng)成為了適于各式各樣汽車密封應(yīng)用的多用途材料了。TPV在汽車密封領(lǐng)域的應(yīng)用，包括玻璃、雨水流道膠條（H型密封條），動態(tài)密封件，車頭（罩）通風(fēng)格密封件和車窗上部密封鑲條等。（Santoprene是美國Exxon Mobil Chemical公司的產(chǎn)品注冊個(gè)商標(biāo)）Santoprene TPV基材料密封系統(tǒng)連續(xù)地增長，與普通的熱固性基材料密封系統(tǒng)相比具有許多的優(yōu)越性，例如，無需進(jìn)行硫化就可以加工，還有與其它熱塑性聚合物的共擠出能力不僅降低了成本，還獲得了許多有益的性能，例如有低摩擦力高光滑（澤）的表面，耐劃痕和耐擦痕。TPV的加工費(fèi)用要明顯的低于熱固性橡膠，例如，生產(chǎn)和制備TPV基風(fēng)雨密封條的工廠只需要大約可對比的EPDM生產(chǎn)線空間的1/3左右，降低了設(shè)施和總計(jì)費(fèi)用。與熱固性EPDM相比,TPV可以降低材料的密度,使設(shè)計(jì)最優(yōu)化，它可以以更薄和更輕型材結(jié)構(gòu)制備出具有同等壓縮負(fù)荷變形的產(chǎn)品部件。例如，采用Santo prene熱塑性硫化膠（TPV）制備出的汽車風(fēng)雨密封條可以比用EPDM制備出同樣的產(chǎn)品重量輕20%，還有，TPV在生產(chǎn)和制造產(chǎn)品過程中，由于產(chǎn)品的膠邊和碎屑都可以進(jìn)行熔化并重新模壓，故不會產(chǎn)生廢料?？傊肨PV在生產(chǎn)汽車風(fēng)雨密封條時(shí)可以把廢料率降低50%。由于TPV在生產(chǎn)產(chǎn)品過程中不用硫化而消除了熱硫化過程可以在生產(chǎn)過程中降低50%能源消耗。在汽車玻璃（雨水）流水槽系統(tǒng)，現(xiàn)在的發(fā)展趨勢是從安裝（雨水）流水槽到框架嵌入玻璃的方式，已經(jīng)惹人注目地提升了材料性能要求。除了要改善密封性能，還期待汽車玻璃框架的設(shè)計(jì)要降低噪音、降低振動，防止外面的（雨）水和灰塵侵入，同時(shí)還傳遞出優(yōu)美的外觀美學(xué)感受。汽車風(fēng)雨密封條（件）的設(shè)計(jì)因而要求采用能夠提供優(yōu)異的彈性，耐紫外線、耐老化、性能穩(wěn)定的材料。典型的機(jī)動車輛是每輛采用多達(dá)17 kg的EPDM橡膠。而具有優(yōu)異彈性的高性能熱塑性硫化膠（TPV）為替代較重的EPDM（不只如此），達(dá)到車輛輕量化提供了唯一的可能，在本文中我們證明和確認(rèn)了所設(shè)計(jì)完成的一種新型高（回）彈性San toprene熱塑性硫化膠TPV E400產(chǎn)品系列的某些關(guān)鍵特性與性能，可以滿足汽車密封系統(tǒng)的產(chǎn)品性能的諸項(xiàng)要求。

1 San toprene高（回）彈性（HR）熱塑性硫化膠TPV E400的物理和彈性性能

San toprene高（回）彈性熱性硫化膠（TPV）規(guī)格系列已經(jīng)開發(fā)出來，獲得了優(yōu)異的彈性性能，很好的物理性能并具有易于加工的特性。表1列出了Santoprene 121-60E400和已商品化的邵爾A硬度60、TPV規(guī)格為121-58W175熱塑性硫化膠的物理性能。新型的TPV材料表現(xiàn)出了優(yōu)秀的拉伸強(qiáng)度和伸長率性能，還有很不錯(cuò)的壓縮永久變形性能，有相近的硬度指標(biāo)，121-60E400硫化膠表現(xiàn)出相當(dāng)高的拉伸斷裂強(qiáng)度，100%定伸應(yīng)力和較低的壓縮永久變形。另外，Santoprene HR級硫化膠在高溫下浸泡在ⅠRM903號油后，溶脹降低很明顯，在ⅠRM903號油降低了膠料的溶脹則表明熱塑性硫化膠（TRV）具有很好的耐油性能。

表1 Santoprene 121-60E400和121-58W175的熱塑性硫化膠的物理性能

*如適用，應(yīng)在注壓機(jī)扇形注口2.0 mm注壓片上測其試驗(yàn)結(jié)果，拉伸強(qiáng)度、伸長率和拉伸應(yīng)力應(yīng)在其流動方向上測定，系采用Exxo Mobil 公司的試驗(yàn)方法完成的試驗(yàn)結(jié)果，可能與ASTM和1或ⅠSO試驗(yàn)方法不完全一致。

圖1和圖2將新型Santoprene121-60E400和當(dāng)前商品化級熱塑性硫化膠TPV121-58W175的不同批次性能進(jìn)行了對比。San toprene121-60E400與121-58W175硫化膠相比，前者具有在70 ℃溫度下優(yōu)異的拉伸、變形和壓縮變形性能和較高的（丟）洛氏（durometer）硬度。通過細(xì)心地調(diào)整熱塑性硫化膠（TRV）組份，San toprene E400系列可以在更高的硬度值下達(dá)到了更好的彈性性能。另外一個(gè)能夠決定汽車密封應(yīng)用材料性能的重要材料參數(shù)就是在時(shí)間和溫度作用下的保持密封力。最理想的是能有更高密封保持力就是保持密封性能。圖3則對121-60E400和121-58W175硫化膠的密封保持力進(jìn)行了比較。而Santoprene 121-60E400則表現(xiàn)出更高的密封保持力，甚至經(jīng)過24 h后，數(shù)據(jù)證明改善了密封性能。

圖1按修訂的TPE-0053方法，50%應(yīng)力（應(yīng)變），70 ℃×24 h在應(yīng)力（應(yīng)變）下經(jīng)2 h冷卻在測定前經(jīng)30 min松弛后測定的San toprene121-60E400硫化膠的拉伸變形以及按ASMD2240規(guī)定測定的（丟）洛氏（durometer）硬度。

圖3將新型的121-60E400 級熱塑性硫化膠和商品級121-58W175硫化膠的耐紫外線（UV）性能進(jìn)行了對比。121-60E400型按照SAE J25217規(guī)定試驗(yàn)，在2 500 kJ/m2強(qiáng)度UV暴露下,表現(xiàn)出較低的顏色變化。另外新型121-60E400具有優(yōu)異的加工性，與其它商品化的Santoprene TPV品級加工性能相同。例如，在采用傳統(tǒng)的風(fēng)雨膠條密封件擠出設(shè)備加工時(shí)，San toprene121-60E400型的表面粗糙度與121-58W175的相似，（參見圖4）。新型Santoprene高（回）彈性型硫化膠與121-58W175型相比，具有較高的熔體黏度，但表現(xiàn)出相似的擠出能力，因而Santoprene HR TPV在大部分應(yīng)用場合都有望作為相似的加工窗口和最佳的選擇。

3 熱塑性硫化膠（TPV）應(yīng)用小結(jié)和展望

Santoprene121-60E400熱塑性硫化膠是國外有代表性的一種特殊配合新型高（回）彈性TPV可以滿足下一代汽車密封系統(tǒng)的高彈性的要求。這種新型的TPV在高溫時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)異的壓縮永久變形性能，并顯示出極佳的物理性能。

San toprene121-60E400型在與有相近硬度的商品化TPV比較時(shí)，表現(xiàn)出了相當(dāng)高的密封保持力。這種新型的熱塑性硫化膠在按苛刻的PV3307試驗(yàn)方法測定時(shí)，與已商品化的TPV相比前者下降30%的壓縮永久變形。而新型San toprene HR TPV與其它TPV對比則表現(xiàn)出相當(dāng)不錯(cuò)的耐紫外線（UV）性能和光滑的擠出表面。它們可以有很寬的加工窗口選擇，可以在普通的擠出設(shè)備和注壓設(shè)備加工制備出成品，San toprene HR TPV在許多應(yīng)用都有優(yōu)秀的用武之地，在要求有杰出密封性能的場合，例如可以做玻璃雨水流道膠條（H型密封條），動態(tài)密封件、車罩通風(fēng)格密封件、密封套（罩）和車體車窗密封鑲條，以及車用壓縮導(dǎo)管等密封制品。新型的San toprene HR熱塑性硫化膠無疑有效地縮小了普通熱固性EPDM和TPV之間差異的空白，同時(shí)提供和釋放出了現(xiàn)今所有TPV的優(yōu)勢和性能。

自前在國內(nèi)也有許多制造商和廠家開發(fā)出了性能優(yōu)異的熱塑性硫化膠（TPV）廣泛用于汽車行業(yè)例如東莞市炬燁塑料科技有限公司生產(chǎn)的TPV系列產(chǎn)品，易于焊接，可重復(fù)使用，耐臭氧，耐天候老化，優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度，高韌性和高回彈性，優(yōu)異的電絕緣性，可在-40～+120 ℃溫度下使用，產(chǎn)品應(yīng)用于汽車配件，汽車密封條，高壓點(diǎn)火線，防塵罩，進(jìn)氣管，通風(fēng)管，緩沖氣等。廣東弘超橡塑實(shí)業(yè)有限公司也是一家熱塑性硫化膠（TPV）制造商，其 牌號RAⅠDFLEX系列就是廣泛用于汽車密封系統(tǒng)，汽車罩蓋、發(fā)動機(jī)艙內(nèi)零部件、汽車密封條，密封件，其洛氏硬度在50～65之間，拉伸強(qiáng)度48～61 MPa，拉斷伸長率在670%～240%，撕裂強(qiáng)度19～23 kN/m，都達(dá)到ASTM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，還有盛嘉倫橡塑（深圳）股份有限公司、深圳塑源實(shí)業(yè)有限公司，都有TPV系列產(chǎn)品則不一一說明，總之高性能的熱塑硫化膠（TPV）在汽車行業(yè)表現(xiàn)出輝煌的前景。