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熱塑性聚烯烴簡(jiǎn)介
它熱塑性彈性體(TPE)又稱熱塑性橡膠(TPR)，是一種兼具橡膠和熱塑性塑料特性，在常溫下顯示橡膠高彈性，高溫下又能塑化成型的高分子材料，是繼天然橡膠、合成橡膠之后的第三代橡膠。包括以下主要品種：苯乙烯丁二烯嵌段共聚物(SBS)；聚烯烴類熱塑性彈性體(TPO)；聚氨酯類熱塑性彈性體(TPU)；聚酯類熱塑性彈性體(PET)。聚烯烴類熱塑性彈性體(TPO)，當(dāng)前用得較多的是EPDM和PP，由橡膠和聚烯烴構(gòu)成，生產(chǎn)的彈性體通常稱為熱塑性硫化膠TPV(Thermoplastic Vulcanizate) 。其制品具有優(yōu)異的耐候、耐油、耐臭氧、耐紫外線性能；抗動(dòng)態(tài)疲勞性能*、耐磨性好、抗撕裂強(qiáng)度大、壓縮變形小；還具有加工工藝簡(jiǎn)單、周期短、能耗小、無(wú)“三廢”等特點(diǎn)。作為橡膠換代產(chǎn)品，廣泛用于汽車生產(chǎn)、建筑材料、交通運(yùn)輸、電線電纜、醫(yī)療器械、電子電器、運(yùn)動(dòng)器材、印刷印染等行業(yè)，是一種發(fā)展?jié)摿Φ男滦筒牧?sup class="sup--normal" data-sup="1" data-ctrmap=":1,">[1] 。
熱塑性聚烯烴生產(chǎn)方法
早的熱塑性彈性體—聚氨酯是德國(guó)拜爾公司在1958年首先研制成功的。熱塑性聚烯烴彈性體(簡(jiǎn)稱TPO)是由橡膠和聚烯烴兩組分構(gòu)成的彈性體材料。世界TPO主要生產(chǎn)方法有機(jī)械摻混法、反應(yīng)器合成法和動(dòng)態(tài)全硫化法三種工藝。
機(jī)械摻混法是開發(fā)、技術(shù)的生產(chǎn)工藝，它通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)將乙丙橡膠與聚丙烯進(jìn)行摻混；反應(yīng)器合成法是新開發(fā)的生產(chǎn)工藝，先通入丙烯在反應(yīng)器中生成均聚丙烯，再通入乙烯、丙烯，生成乙烯丙烯共聚物；動(dòng)態(tài)全硫化法則是通過(guò)動(dòng)態(tài)硫化和摻混過(guò)程，將硫化的橡膠微粒均勻分散在聚烯烴熱塑性材料構(gòu)成的連續(xù)基質(zhì)中。通常機(jī)械摻混法和反應(yīng)器合成法生產(chǎn)的熱塑性聚烯烴彈性體的橡膠組分含量低于50%，一般只能作為高抗沖聚丙烯用于汽車(保險(xiǎn)杠)及家用電器等領(lǐng)域；而動(dòng)態(tài)全硫化法生產(chǎn)的熱塑性聚烯烴彈性體，橡膠組分含量可高達(dá)60-70%，產(chǎn)品綜合性能相當(dāng)于乙丙硫化膠，可部分代替三元乙丙硫化膠用于制造汽車配件、建筑材料、電子電氣、工業(yè)用品和消費(fèi)品。
TPV在相態(tài)上是交聯(lián)了的EPDM 顆粒分散在PP基質(zhì)中。這是一種在組成、結(jié)構(gòu)與前兩種方法迥然不同的體系。在TPV中由于橡膠組分已被充分交聯(lián)，所以材料的強(qiáng)度、彈性、耐熱性及抗壓縮變形性，較前兩種方法有很大提高，同時(shí)，耐疲勞、耐化學(xué)品以及加工穩(wěn)定性有明顯改善，而且橡塑共混比可在較大范圍內(nèi)變更，使材料在性能上有更大調(diào)節(jié)余地。這種動(dòng)態(tài)硫化的共混技術(shù)是TPV生產(chǎn)技術(shù)的一個(gè)突破。TPV有效地克服了常規(guī)TPO產(chǎn)品的致命弱點(diǎn)，即耐熱性、耐壓縮變形性差等缺陷，材料性能進(jìn)一步得到改善，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于熱塑性樹脂。壓縮變形可控制在40%以下，使用溫度可達(dá)100～120℃，對(duì)于要求壓縮變形不嚴(yán)格、使用溫度不高的橡膠制品，可以代替橡膠；對(duì)于環(huán)保要求嚴(yán)格、無(wú)毒衛(wèi)生的橡膠制品，更是非TPV莫屬。世界TPV最主要的生產(chǎn)及消費(fèi)國(guó)家或地區(qū)是美國(guó)、西歐和日本。動(dòng)態(tài)全硫化法最主要代表生產(chǎn)商是AES公司和DSM公司，而AES公司商品SANTO PRENE占有優(yōu)勢(shì)。AES公司的已經(jīng)失效，世界多家公司也開始生產(chǎn)TPV，競(jìng)爭(zhēng)將越來(lái)越激烈[2] 。
熱塑性聚烯烴發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)對(duì)TPV的開發(fā)應(yīng)用相對(duì)較晚。最初是為引進(jìn)的幾條汽車生產(chǎn)線的國(guó)產(chǎn)化配套而開展研究。當(dāng)時(shí)EPDM國(guó)內(nèi)還不能大量生產(chǎn)，需從國(guó)外進(jìn)口，而且研究進(jìn)展較慢，只在有關(guān)高校和研究院所的試驗(yàn)室開展。隨著引進(jìn)的轎車生產(chǎn)線相繼建成投產(chǎn)及汽車配件國(guó)產(chǎn)化率的不斷提高，國(guó)內(nèi)對(duì)生產(chǎn)汽車配件的EPDM/PP需求量日趨增加，國(guó)內(nèi)對(duì)EPDM/PP的研究進(jìn)展加快，一些廠家陸續(xù)生產(chǎn)出一些產(chǎn)品，供應(yīng)汽車配件廠來(lái)生產(chǎn)各種汽車配件和其它產(chǎn)品。為滿足汽車領(lǐng)域?qū)PDM/PP的需求，燕山石化集團(tuán)公司于1998年底與日本三菱化學(xué)株式會(huì)社、豐田通商株式會(huì)社成立了北京聚菱燕塑料有限公司，采用機(jī)械摻混工藝生產(chǎn)汽車專用料。
國(guó)內(nèi)熱塑性聚烯烴彈性體只有幾個(gè)生產(chǎn)廠，每個(gè)生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)能力在1000噸/年左右，大多采用機(jī)械摻混法生產(chǎn)工藝，年產(chǎn)TPV總和約500-600噸，無(wú)論是銷售價(jià)格還是銷售量都遠(yuǎn)低于國(guó)外同類產(chǎn)品。這主要是因?yàn)楫a(chǎn)品性能還達(dá)不到國(guó)外產(chǎn)品的質(zhì)量水平，客戶處于試用階段。
南京金陵奧普特高分子材料有限公司是由中國(guó)石化集團(tuán)金陵石化有限責(zé)任公司和芬蘭OPTATECH公司合資成立的一家公司。該公司引進(jìn)*技術(shù)，采用動(dòng)態(tài)全硫化法生產(chǎn)熱塑性聚烯烴彈性體，生產(chǎn)能力為1000噸/年左右，產(chǎn)品商標(biāo)為百可韌(PACREL)。是由PP和EPDM組成，其中橡膠體系已經(jīng)交聯(lián)。
湖北省鄂州鄂豐橡塑有限公司利用湖北大學(xué)承擔(dān)的“863”計(jì)劃《轎車傳動(dòng)軸用EPDM/ PP熱塑性彈性體的應(yīng)用開發(fā)研制》科研成果，其關(guān)鍵技術(shù)是采用動(dòng)態(tài)混合- 靜態(tài)硫化- 聚丙烯共混的工藝，將EPDM硫化并以1～2μm粒子分散于PP連續(xù)相中，正在建設(shè)年產(chǎn)1000 噸的TPV 工業(yè)化裝置，主要產(chǎn)品EPDM/ PP 熱塑性彈性體，根據(jù)市場(chǎng)需求，已開發(fā)、研制出7個(gè)硬度等級(jí)[2] 。
熱塑性聚烯烴國(guó)內(nèi)消費(fèi)情況
自20世紀(jì)90年代初TPV進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)以來(lái)，經(jīng)過(guò)10年尤其是1998年后的發(fā)展，TPV 市場(chǎng)已經(jīng)初具規(guī)模，伴隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展及WTO的加入，未來(lái)將有更大的增長(zhǎng)。EPDM/PP型TPV是國(guó)內(nèi)大的品種，國(guó)內(nèi)2002年消費(fèi)量約6000 噸左右。美國(guó)AES 公司、Uniroyal Chemcal公司、荷蘭DSM公司及中國(guó)臺(tái)灣南帝公司的相關(guān)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)均有代理。廣州匯邦聚合物公司代理AES 公司的SANTOPRENE產(chǎn)品較早，并且在全國(guó)有多家分銷商，2002年在國(guó)內(nèi)銷售量約4000噸左右，銷售價(jià)格也是國(guó)內(nèi)的。DSM公司、Uniroyal Chemcal公司TRS產(chǎn)品、中國(guó)臺(tái)灣南帝公司的產(chǎn)品進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)較晚，銷量的總和約1500噸。而國(guó)產(chǎn)TPV 銷售量?jī)H在500～600噸。2002年國(guó)內(nèi)TPV消費(fèi)量約6000噸左右，主要用于汽車行業(yè)，占總消費(fèi)量的46 %；其次用于建筑行業(yè)和電子電氣行業(yè)，分別占總消費(fèi)量的30%和20%[3] 。
熱塑性聚烯烴總結(jié)
綜上所述，TPV是發(fā)展?jié)摿Φ牟牧稀Ｎ磥?lái)我國(guó)TPV的供求關(guān)系將得到進(jìn)一步改善，但我國(guó)的產(chǎn)品在品種和質(zhì)量上近期尚不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，仍需進(jìn)口一定數(shù)量的產(chǎn)品來(lái)補(bǔ)充市場(chǎng)需求。我國(guó)已將汽車工業(yè)列為支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)要真正成為支柱產(chǎn)業(yè)，其相關(guān)工業(yè)必須有很大的發(fā)展。隨著我國(guó)汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車保險(xiǎn)杠及儀表板等方面對(duì)TPV的需求會(huì)不斷上升。
未來(lái)我國(guó)電線電纜領(lǐng)域也將發(fā)生巨大變化。隨著通訊領(lǐng)域的迅速發(fā)展，原來(lái)落后的電線電纜生產(chǎn)工藝將隨著與世界接軌而被淘汰，TPV因可回收再利用必將有大的發(fā)展。
此外，未來(lái)機(jī)械配件領(lǐng)域TPV的消費(fèi)也將有一定的發(fā)展；在建筑領(lǐng)域，未來(lái)TPV用于防水卷材也將有較大的市場(chǎng)需求；隨著我國(guó)對(duì)外貿(mào)易不斷擴(kuò)大，TPV在集裝箱方面的用量將會(huì)有很大增長(zhǎng)。
汽車行業(yè)是TPV最主要的需求領(lǐng)域，而建筑行業(yè)和電線電纜是TPV需求增長(zhǎng)的領(lǐng)域。相信TPV這種新型材料勢(shì)必會(huì)在不久的將來(lái)愈加顯示出其勃勃生機(jī)，得到快速發(fā)展。因此，如果能夠依托國(guó)內(nèi)原料基地和快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，引進(jìn)技術(shù)，投資建設(shè)熱塑性聚烯烴彈性體裝置，將會(huì)獲得較豐厚的回報(bào)[1] 。
參考資料
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