一
TPV与TPO区别
TPV，一般就指PP/EPDM型动态硫化弹性体，这与该基料做的TPV占整个TPV市场的80%，TPV的名称晚于TPR，因为简单共混的PP/EPDM的性能并不是很好，后来在共混的过程中加入硫化剂使里面的EPDM动态硫化，采用这种工艺，材料的性能有大幅的提升，为了与简单共混的PP/EPDM有区别，就起了个TPV，并应用到其它材料上了。
TPO，一般就指耐冲击的不是很硬的改性PP（物理共混的TPO)和直接反应器合成的烯烃类聚合物，一般在汽车行业的保险杠、挡泥板应用最多。国外一般汽车行业应用直接反应器合成的TPO占多数，国内一般用弹性体改性的PP（物理共混的TPO)占多数。所以前10年，我看到某家汽车保险杠生产企业用的原料上面写的是“改性PP料”，现在则不是了，一般写TPO了，或者干脆写PP/EPDMXXX。总而言之，TPV是经过动态全硫化的弹性体，TPO是PP和EPDM的物理共混材料。
二
EPDM/PPTPV生产工艺
TPV-动态硫化热塑性弹性体橡胶,ThermoplasticVulcanizate；PP与EPDM混合物在熔融共混时，加入使其硫化的交联剂，利用密炼机、螺杆机等机械高度剪切的力量，使完全硫化的EPDM交联橡胶的粒子，以微米级尺寸（低于1微米）充分分散在PP基体之中。
TPV微观结构示意图
目前，市场开发最为成功的热塑性硫化橡胶品种为PP/EPDMTPV，其产量占所有TPV品种产量的90%以上。由于其橡胶相组分被充分交联，所以材料的强度、弹性、耐热性和抗压变性能也有了很大的提高，材料的耐疲劳、耐化学品及加工稳定性都有了很大的改善。
图TPV（EPDM/PP）生产流程
图TPV生产工艺（微观相变图）
图TPV宏观生产工艺以及生产线示意图（带水下切粒）
三
TPV（EPDM/PP）的基本配方构成
下图是TPV（EPDM/PP）中典型的配方构成，主要分为基材EPDM、PP、填料、油和添加剂（硫化剂、润滑剂等）。
同时配方中的EPDM牌号、PP种类与用量（流动性）、橡塑组分的选择、油用量、硫化剂、酚醛树脂、滑石粉用量、其它助剂都会对最终产品的性能产生较大的影响。
下图是TPV（EPDM/PP）中典型的配方构成，主要分为基材EPDM和PP，填料、油和添加剂（硫化剂、润滑剂等）。
TPV（EPDM/PP）配方各组分对产品性能影响分析一
EPDM牌号影响
EPDM/PP是最为重要，用途最广的TPV产品，而EPDM中第三单体，我们可以称之为“官能团”，因为第三单体决定了反应的速率，程度，更是决定了价格。三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物，生产中主要是用乙叉降冰片烯（ENB）和双环戊二烯（DCPD）作为第三单体。
三元乙丙橡胶中最广泛使用的是ENB，它比DCPD产品硫化要快得多。在相同的聚合条件下，第三单体影响着长链支化和三元乙丙橡胶的特性：
第三单体
对应EPDM特性
ENB
快速硫化，高拉伸强度，低永久形变
DCPD
防焦性，低永久应变，低成本
随着二烯烃第三单体含量的增加，将会使EPDM橡胶具有更快硫化率，更低的压缩形变，高定伸，促进剂选择的多样性，减少的防焦性和延展，同时也会导致更高的聚合物成本。
二
PP种类与用量（流动性）对性能的影响分析
高MFR的PP能在较低温度下与充油EPDM熔融共混，其相同粘度共混温度的范围更宽，这有利于EPDM充分分散到PP中；粉状PP的力学性能虽然比粒状PP差，但二者生产的TPV性能相近，且粉状PP充油时更均匀，有利于EPDM与PP共混均匀。能提供良好的拉伸强度及硬度，同时使得材料具有较好的加工性能，扩大其应用范围。同时随PP的MFR增大，EPDM/PP的力学性能提高。原因是高MFR的PP能在较低温度下与充油EPDM熔融共混，其相同粘度共混温度的范围更宽，这有利于EPDM充分分散到PP中；虽然小本体粉状PP的力学性能比粒状PP差，但用小本体粉状PP生产TPV，其性能与用粒料PP性能相当。这是因为粉状PP在EPDM塑炼充油时添加均匀，有利于EPDM与PP共混均匀。
三
橡塑组分的选择对性能的影响分析
当EPDM的用量超过30份时，共混物的冲击强度呈现下降的趋势。随着橡塑比的降低，EPDM/PP共混物的模量、拉伸强度、压缩永久变形、%定伸应力和硬度均有所增大，扯断伸长率是先增大后减小，耐溶剂性和加工流动性提高。加入EPDM后，相对于PP而言，共混物分子的内聚力下降，模量降低，从而使拉伸强度和弯曲强度降低，但EPDM的加入降低了PP的结晶度，细化了PP的球晶结构，并有利于应力的均匀分布和松弛，故提高了共混物的冲击强度，当EPDM的用量超过30份时，共混物的冲击强度呈现下降的趋势。一般而言，随着橡塑比的降低，EPDM/PP共混物的模量、拉伸强度、压缩永久变形、%定伸应力和硬度均有所增大，扯断伸长率是先增大后减小，耐溶剂性和加工流动性提高。
四
油用量对性能的影响分析
由于EPDM的分散程度和界面层结构是影响TPV（EPDM/PP）性能的内在因素，PP与EPDM的表面张力和溶解度参数都很相近，采用动态硫化工艺加工时其共混效果主要取决于动力学因素，如：粘度、温度、剪切力和时间等。在PP熔融温度下，EPDM粘度远大于PP粘度，与PP不具备粘度相近的共混原则。但EPDM的粘度随充油量的增加而明显下降，且当充油质量分数在20%和30%时，粘度随温度变化明显。由于PP的熔融温度不小于℃，因此，只有当EPDM的充油质量分数大于20%时，在PP熔融温度下，EPDM与PP的粘度才较接近，提高EPDM及PP的相容性及分散性，但添加的油与PP相容性较差,过量的油会影响PP的性能。故EPDM的最佳充油质量分数为20%～30%。
EPDM主要用于做汽车密封条，充油是辅助起到软化和提高抗氧化的作用，EPDM最合适的是加氢石蜡油和矿物油。
五
不同硫化体系对产品性能的影响分析
1.酚醛树脂硫化体系
酚醛树脂作为TPV(EPDM/PP）体系的一种硫化剂，能为产品提供良好的熔体强度、耐气候、耐高温性能、耐油及化学品性能，但硫化工艺复杂，产品质量波动大。因为酚醛树脂硫化慢，所以一般硫化温度较高，并且要配合氯化物做活化剂，比如氯化锌、氯化锡等。
2.有机过氧化物硫化剂用量对性能影响分析
硫磺硫化体系具有操作安全，硫化速度适中，综合物理机械性能佳以及与二烯烃类橡胶共硫化性好等优点，是三元乙丙橡胶使用最广泛最主要的硫化体系。
在硫磺硫化体系中，由于硫磺在乙丙橡胶中溶解度较小，容易喷霜，不宜多用。一般硫黄用量应控制在1~2份范围内。在一定硫磺用量范围内，随硫费用量增加，胶料硫化速度加快，焦烧时间缩短，硫化胶拉伸强度、定伸应力和硬度增高，扯断伸长率下降。硫磺用量超过2份时，耐热性能下降，高温下压缩永久变形增大。为使胶料不喷霜，促进剂的用量亦必须保持在三元乙丙橡胶的喷霜极限溶解度以下。
实际上，在工业生产中，基于以下原因几乎都是采用二种或多种促进剂的并用体系。
(1)多种促进剂并用，容易达到硫化作用平衡。
(2)许多促进剂在较低浓度时，就会发生喷霜，因此用量不宜太高。
(3)促进剂之间的协同效应，有利于导致硫化时间的缩短和交联密度的提高。
在选择硫黄硫化体系或使用部分硫黄给予体取代部分硫黄时，应注意考虑下列影响因素：
(1)三元乙丙橡胶第三单体的类型按乙叉降冰片烯、1,4一己二烯、双环戊二烯的顺序，其硫化速度逐渐减慢，焦烧时间逐渐增加。
(2)第三单体含量越高，硫化速度越快，焦烧时间越短。
(3)促进剂用量越高，硫化速度越快，焦烧时间越短。
(4)充油三元乙丙橡胶中充油量高时，由于油起稀释剂作用，其硫化速度和交联密度均下降，需要增加硫化体系的用量，以保持硫化速度不降低。
3.有机过氧化物硫化剂体系
过氧化物硫化体系主要解决了产品吸湿、不同产品之间色差的缺陷，一般采用的过氧化物有DCP、硫化剂双25、无味DCP，但缺陷是采用过氧化物动态硫化的TPV熔体强度相对要差，另外要做到全硫化有一定的难度。如Renprene的0系列、三井的milastomer就是用过氧化物硫化的。但是DCP有些有臭味，所以使用时要注意。对那些要求更好耐高温性能(℃以上)和极低压缩永久变形的特殊制品需要采用过氧化物硫化。
几种常用过氧化物
与硫黄硫化体系相比，过氧化物硫化体系有如下的特点。过氧化物硫化体系优点：
(1)硫化胶其有优越的耐热性能和较低的压缩变形，甚至在高温下压缩变形亦很小；
(2)胶料高温下硫化速度快，且无硫化返原现象；
(3)颜色稳定性好，不污染，大多数过氧化物不易喷霜，且胶料贮存时无焦烧危险；
(4)配方简单，与不同高聚物并用时容易共硫化。
过氧化物硫化体系缺点：
(1)低温下硫化速度慢，因此要求较高的温度硫化；
(2)硫化胶物理机械性能低，如拉伸强度、撕裂强度和耐磨性能均较低，尤其高温下耐撕裂性能差；
(3)大多数过氧化物有臭味，且可能与其它配合剂发生反应；
(4)价格贵。
六
滑石粉用量对性能的影响分析
超细活性滑石粉的添加可以增强TPV材料的断裂伸长率、拉伸强度均增加，当添加量为12%左右时，达到极大值。
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本文编辑：佚名
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