浅谈TPV-应用与加工技术-BD

-范宏杰

热塑性弹性体是一类具有橡胶的力学性能及使用性能，又可按热塑性塑料进行加工和回收的材料。它在塑料和橡胶之间架起一座桥梁。热塑性弹性体硬度介于橡胶和塑料之间，如图：

                                 热塑性弹性体硬度

            0     20     40      60     80    100

邵氏A硬度

                                             40     50     60    70      80

                                                   邵氏D硬度

                          橡胶硬度                  硬塑料

TPV热塑性硫化弹性体应用

热塑性弹性体是20世纪50年代出现，用量以10-20%的年增长速度向上递增。热塑性弹性体具有三大特点：、热塑性弹性体的交联结构示意“物理交联”为主，具有可逆性的特征，当温度上上到某熔融温度是，物理交联小时显示出热塑性塑料的性能，而当冷却到室温是，物理交联恢复，显示出硫化橡胶的性能；2、具有热塑性塑料易加工特点，可注塑、吹塑、挤出等成型工艺，工艺操作比普通橡胶简单，生产周期短，生产车间占地面积小，生产效率高；3、由于热力学不兼容的原因，热塑性弹性体的形态结构属于多相体系，至少有硬的塑料相和软的橡胶相，各相的性能及它们之间的相互作用决定热塑性弹性体的最终性能。

TPV热塑性硫化弹性体工艺指南

TPV热塑性硫化弹性体易于在挤出成型中生产单个产品和复杂产品系列。 它们具有非常好的熔体强度并表现出低模口膨胀。

在共挤成型中，可以使用山都平热塑性硫化弹性体生产同时具有硬材料和软材料部件的零件。 某些进口品牌还开发出化学发泡和受专利保护的水发泡技术，以提高产品系列的灵活性并降低零件重量。

TPV热塑性硫化弹性体的挤出提示：

1、建议在82°C（180°F）下干燥所有材料3 到4 小时。

2、要降低挤出加工中的粘度，增加螺杆转速比提高温度更有效。

3、挤出机/螺杆建议：

A 最低长径比为 24:1（推荐采用30:1或32:1）

B 螺杆压缩比为 2.5 到 3.1

C 使用屏障型混合螺杆（添加静态混合器 ）。

D发泡挤出应用领域后续发表。

4、根据横截面积确定挤出机的规格。 为得到最佳挤出质量，挤出机工作范围在30-80 RPM。

5、模口设计建议：

a尽可能减少工作带长度（切勿超过16 毫米）。

b确保压头和模口之间的通道顺畅。

c根据材料硬度，模口开口的长度和宽度可以增加7% 到10%。

d根据材料硬度，模口开口的厚度可以增加3% 到5%。

6、垂下率不超过15%。

7、尽可能在最低的熔体温度下加工（请勿超过215°C ）。

8、使用一致的次料率（建议20% 的次料和80% 的原料，不同日期的回料分开存放回收）。

TPV热塑性硫化弹性体的注塑成型加工提示

1、冷却时间取决于壁厚和模具设计。

2、炮筒缓冲量通常为3 到6 毫米。

3、增加剪切速率比提高浇注模型的熔体温度更有效（增加适当背压）。

4、注塑速率应为每秒10到50克。

5、注塑速度应为机器产量的一半（50%）到最大（100%）。

6、注塑时间范围从0.5 到2.5 秒，以便使剪切效果达到最佳。

7、注塑射胶保压时间通常为3 到4 秒，保持压力大约为注塑压力的50%。

8、使用一致的次料率（建议20% 的次料和80% 的原料，不同日期的回料分开存放回收）。

TPV热塑性硫化弹性体常见故障建议

汽车挤出密封条滑材表面颗粒，如图：

                              （1表面颗粒明显）

1、螺杆炮筒残余料。

    使用专业螺杆清洗剂，定期清洗挤出机螺杆和模头、（疑难杂症再详解）

2、TPV降解变质

解决方法：螺杆或流道死角存在的TPV单纯受热不会流动，状态类似‘果冻’，优化模头和流道设计，减少设计死角。

3、挤出加工设备剪切不够

解决方法：

A 提高螺杆转数

    B螺杆选择，建议使用钉销混合螺杆或屏障螺杆。（添加静态混炼器）

    C 降低下料口温度，提高背压。 

    D 适当降低口模温度。

    E增加滤网细度，建议滑材滤网目数和顺序：60目→100目→60目，基材滤网：40目→60目→80目

4、TPV吸湿，干燥不充分

干燥条件4-8小时，温度80℃

5、模具口模（口金）设计问题。 

优化流道设计，减少工作带长度。

通过以上方法改善，最终能得到较好的外观和产品物理性能，参考下图：

                           （2表面无明显颗粒）

TPV热塑性硫化弹性体加工，影响产品外观和性能因素较多，包括：设备选择、单物料和多物料加工条件、螺杆选择、模具设计、成型与冷却、干燥、回收材料使用以及后加工，在此就不一一介绍。不同TPV的形态结构与流变性大致相同，它们的流动行为属假塑性流体，表观粘度取决于所施加的剪切力。相比于受热料筒导热的影响，材料的粘度更多受到螺杆转速、机头和模具设计所产生的剪切力的控制。

*在加入TPV热塑性硫化弹性体前，需要完全清理机器中的所有PVC 或缩醛树脂