改性塑料中热塑性聚烯烃弹性体的那些事儿

烯烃类热塑性弹性体TPE包括TPO和TPV(Thermoplastic Vulcanizate)两种，热塑性聚烯烃弹性体(TPO)是由软链段(大于20％)的橡胶和硬链段的聚烯烃构成的共混物。

通常橡胶组分为三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、丁基橡胶(IIR)及天然橡胶(NR)；聚烯烃组分主要为聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)。当前用得较多的是EPDM与PP的共混物，也称改性聚丙烯或改性聚乙烯。

TPO硫化后的硫化弹性体称为TPV．是与TPO不可分割的、相辅相成的热塑性聚烯烃弹性体，是今后TPO主要的发展趋势。

改性塑料用的聚烯烃类弹性体的主要品种及特性：

一、聚烯烃型的热塑性弹性体

1.乙烯-α烯烃共聚物，丙烯-α烯烃共聚物，1-丁烯均聚物和共聚物，丙烯—α烯烃共聚物(茂金属催化)

①非结晶或部分结晶的聚烯烃,即使在低温下仍具有良好的柔软性；

②无色透明,折射率和其他烯烃无显著差别,新品种的透明性没有下降；

③和各种聚烯烃之间有良好的亲和性,在干混条件下可以成型；

④有良好的均匀性,薄膜形成时无凝胶、无胶浆疙瘩；

⑤和PE、PP相同,具有良好的耐热老化性、耐天候性。使用茂金属类催化剂催化后,和XR相比,分子量分布均匀,具有25 ℃～35 ℃的低熔点,热密封性良好,可防止粘连。

2.乙烯、12辛烯共聚物（EOM）

①结晶度低,具有可挠性、橡胶弹性、压缩永久变形性、耐热性、透明性等性能；

②利用内部催化技术,可得到均匀的分子结构；

③在分子主链上能接枝大分子长链,具有熔融张力等性能；

④在PP中能良好地分散,作为TPO类耐冲击改性材料,生产成本低于EPDM。

3.乙烯、2丁烯共聚物

①通过扩大分子量分布范围，改善工艺性能；

②通过控制接枝长链的分子量，提高熔融张力，改善熔融破坏性、挤出膨胀性。保持了所拥有的力学性能；

③由于高分子量、高黏度类型的新产品的线形结构所具有的力学性能，提高了熔融黏度等。

二、聚烯烃弹性体POE的性能及使用范围

POE是由辛烯和聚烯烃树脂组成的，连续相与分散相呈现两相分离的聚合物掺混物，通过扫描电子显微镜或相差显微镜的图像表明，可以形成以橡胶为连续相、树脂为分散相或以橡胶为分散相、树脂为连续相，或者两者都呈现连续相时的互穿网络结构。随着相态的变化，共混物的性能也随之而变。

若橡胶为连续相时，呈现近似硫化胶的性能；树脂为连续相时，则性能近于塑料。

三、加工与配合

POE不需混炼和硫化。可采用通常热塑性塑料加工设备进行加工成型。成型加工温度和加工压力一般应略高一些，可在极高的加工速度下加工。可以注射成型、挤出成型，也可用压延机加工成板材或薄膜，并可吹塑成型，利用热成型可制造形状复杂的制品。

可根据需要添加各种颜料制成不同的颜色。有些生产厂家依制品的使用要求，提供如耐油型、阻燃型、电稳定型以及可静电涂料型等各种品级的特殊配合料。

有时为改善加工性能和某些制品的使用性能或降低成本时，也可以加入某些配合剂，如抗氧剂、软化剂和填充剂、着色剂等。边角料和废料可回收重复加工使用。但一般掺入比例不超过30％，这样对性能无影响POE对共混体系的影响。

POE是采用茂金属催化剂的乙烯和辛烯实现原位聚合的热塑性弹性体，其特点是：

• 辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点，使它既有优异的韧性又有良好的加工性。

• POE分子结构中没有不饱和双键，具有优良的耐老化性能。

• POE分子量分布窄，具有较好的流动性，与聚烯烃相容性好。

• 良好的流动性可改善填料的分散效果，同时也可提高制品的熔接痕强度。

随着POE含量的增加，体系的冲击强度和断裂伸长率有很大的提高。可见，POE对PP有优良的增韧作用，与PP、活性碳酸钙有较好的相容性。

这是因为POE的分子量分布窄，分子结构中侧辛基长于侧乙基，在分子结构中可形成联结点，在各成分之间起到联结、缓冲作用，使体系在受到冲击时起分散、缓冲冲击能的作用，减少银纹因受力发展成裂纹的机会，从而提高了体系的冲击强度。

当体系受到张力时，由于这些联结点所形成的网络状结构可以发生较大的形变，所以，体系的断裂伸长率有显著的增加，当POE的含量增加时，体系的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量均有所下降，这是由POE本身的性能决定的，故POE的含量应控制在20%以下。

POE的含量与熔融指数的关系，加入POE后，体系的熔融指数增加。POE本身的流动性较好，它的加入，同时也改善了整个体系的流动性，当POE含量超过15份以后，体系的熔融指数基本没有变化，若要继续提高体系的流动性，则不能完全依赖于POE。

基本特性

• POE具有热塑性弹性体的一般物性，如成型性、废料再利用和硫化胶性能等。

• 价格低，并且相对密度小，因而体积价格低廉。

• 耐热性、耐寒性优异，使用范围宽广。

• 耐候性、耐老化性良好。

• 耐油性、耐压缩永久变形和耐磨耗等不太好。

应用范围

主要用于改性增韧PP、PE和PA在汽车工业方面制作保险杠、挡泥板、方向盘、垫板等等。电线电缆工业上耐热性和耐环境性要求高的绝缘层和护套。也用于工业用制品如胶管、输送带、胶布和模压制品。医疗器械以及家用电器、文体用品、玩具等，以及包装薄膜等等。

素材来源 | 弘元高分子

本期编辑 | 丰云瑶

技术顾问 | 于捷博士

文章审核 | 张娜

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