对热塑性硫化橡胶TPV机械性能的误解

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尽管热塑性硫化橡胶TPV(PP/EPDM)材料的应用已经超过30年,在国内也已经发展了大致20年,很多的客户对TPE-S,也即常规的苯乙烯类热塑性弹性体非常熟悉,但因为在整个热塑性弹性体TPE的占比中,TPV使用量还是蛮低的,导致大部分客户对TPV了解不够深入,对TPV经常会产生误解,今天我们来谈谈对TPV机械性能的误解,总体上,客户会误认为TPV的机械性能远超过TPE-S,但实际情况如下:

①抗拉强度

通常认为TPV的拉伸强度会比TPE-S更好,但实际上,TPE-S可以做得更好,原因是:抗拉强度主要取决于共混物材料的连续相,TPV是PP连续相和EPDM分散相组成,其拉伸强度主要由PP提供,EPDM在整个体系中可当做是有弹性的填料,当然EPDM分散的尺寸大小、均匀程度都会对拉伸强度造成影响;而TPE-S通常是PP和SEBS组成双连续相,整个体系的拉伸强度由PP和SEBS共同提供,当SEBS占比大的情况,拉伸强度由SEBS决定,通常在SEBS充油量小的情况下,拉伸性能更好。比如美特公司可以提供拉伸强度大于15Mpa的55A的TPE-S,但要达到这个拉伸性能,TPV的硬度大致要在95A。

对热塑性硫化橡胶TPV机械性能的误解

TPV(PP/EPDM)拉伸示意图

②撕裂性能

通常认为TPV的撕裂性能会比TPE-S更好,但实际上,2者的区别不大,在低硬度的情况下,TPE-S的撕裂强度可以比TPV做的更好。撕裂强度主要取决于连续相的形态,是否结晶,是否有大分子缠绕,分子间作用力等等,TPV的撕裂强度主要有PP提供,当然EPDM分散相与PP的相容性好的情况下,撕裂强度会更高;而TPE-S的撕裂强度则由PP和SEBS共同提供(前提是双连续),并且在低硬度的情况下,SEBS比例比较高的情况下,SEBS提供的撕裂强度更为重要,当SEBS充油量不高的情况下,SEBS分子间作用力大,不容易滑动,撕裂强度可以做的很高。

③耐磨性能

通常认为TPV的耐磨性能会比TPE-S更好,但实际上2者的耐磨性基本上差不多,通常摩擦系数低的材料耐磨比较好,那么这2者主要都是PP组成,而PP的耐磨性比较差。所以,需要好的耐磨性,需要对它们进行改性,比如添加聚四氟乙烯、聚硅氧烷等助剂来降低摩擦系数,当然也可以与其它低摩擦系数的聚合物进行共混改性。美特高推出的TPV 1045DB-SC可以用于TPV玻璃导槽的耐磨层;TPV 1365AB-LF是车窗接角料的低摩擦规格。

最后,再加深一下印象,了解TPV中PP和EPDM使如何分布的,下图是埃克森美孚做的santoprene的电镜图片:

对热塑性硫化橡胶TPV机械性能的误解

从上图,可以看出,当你对TPV拉伸的时候,EPDM是否对拉伸有帮助?当然有帮助,条件是,EPDM橡胶粒径越小,TPV的拉伸强度越好,具体如下图:

对热塑性硫化橡胶TPV机械性能的误解

粒径越小,TPV强度越大,前提还得满足,EPDM橡胶微粒之间不能形成大的集合体。

推荐阅读TPV的结构特征及动态硫化过程中的形态演变

当然,TPV尽管在机械性能上不一定比TPE-S好,但是在高温环境下,机械性能的降低幅度要比TPE-S来得更低,所以,通常TPE-S(SBS)通常长期使用温度不能超过80°C,TPE-S(SEBS)不能超过100°C,而交联程度高的TPV(EPDM)可以达到130°C。

  • TPV/TPE业务助理
  • weinxin
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    • avatar 韧科技小编 3

      恭喜本文已被韧科技公众号选中并推送 2018.09.18