热塑性聚烯烃

热塑性聚烯烃(简称TPO)是由橡胶和聚烯烃两组分构成的弹性体材料。世界TPO主要生产方法有机械掺混法、反应器合成法和动态全硫化法三种工艺。热塑性弹性体(TPE)又称热塑性橡胶(TPR)，是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性，在常温下显示橡胶高弹性，高温下又能塑化成型的高分子材料，是继天然橡胶、合成橡胶之后的第三代橡胶。包括以下主要品种：苯乙烯丁二烯嵌段共聚物(SBS)；聚烯烃类热塑性弹性体(TPO)；聚氨酯类热塑性弹性体(TPU)；聚酯类热塑性弹性体(PET)。聚烯烃类热塑性弹性体(TPO)，当前用得较多的是EPDM和PP，由橡胶和聚烯烃构成，生产的弹性体通常称为热塑性硫化胶TPV(Thermoplastic Vulcanizate) 。

简介它热塑性弹性体(TPE)又称热塑性橡胶(TPR)，是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性，在常温下显示橡胶高弹性，高温下又能塑化成型的高分子材料，是继天然橡胶、合成橡胶之后的第三代橡胶。包括以下主要品种：苯乙烯丁二烯嵌段共聚物(SBS)；聚烯烃类热塑性弹性体(TPO)；聚氨酯类热塑性弹性体(TPU)；聚酯类热塑性弹性体(PET)。聚烯烃类热塑性弹性体(TPO)，当前用得较多的是EPDM和PP，由橡胶和聚烯烃构成，生产的弹性体通常称为热塑性硫化胶TPV(Thermoplastic Vulcanizate) 。其制品具有优异的耐候、耐油、耐臭氧、耐紫外线性能；抗动态疲劳性能优越、耐磨性好、抗撕裂强度大、压缩永久变形小；还具有加工工艺简单、周期短、能耗小、无“三废”等特点。作为橡胶换代产品，广泛用于汽车生产、建筑材料、交通运输、电线电缆、医疗器械、电子电器、运动器材、印刷印染等行业，是一种极具发展潜力的新型材料1。

热塑性聚烯烃弹性体的生产方法世界上最早的热塑性弹性体—聚氨酯是德国拜尔公司在1958年首先研制成功的。热塑性聚烯烃弹性体(简称TPO)是由橡胶和聚烯烃两组分构成的弹性体材料。世界TPO主要生产方法有机械掺混法、反应器合成法和动态全硫化法三种工艺。

机械掺混法是开发最早、技术最成熟的生产工艺，它通过双螺杆挤出机将乙丙橡胶与聚丙烯进行掺混；反应器合成法是新开发的生产工艺，先通入丙烯在反应器中生成均聚丙烯，再通入乙烯、丙烯，生成乙烯丙烯共聚物；动态全硫化法则是通过动态硫化和掺混过程，将完全硫化的橡胶微粒均匀分散在聚烯烃热塑性材料构成的连续基质中。通常机械掺混法和反应器合成法生产的热塑性聚烯烃弹性体的橡胶组分含量低于50%，一般只能作为高抗冲聚丙烯用于汽车(保险杠)及家用电器等领域；而动态全硫化法生产的热塑性聚烯烃弹性体，橡胶组分含量可高达60-70%，产品综合性能相当于乙丙硫化胶，可部分代替三元乙丙硫化胶用于制造汽车配件、建筑材料、电子电气、工业用品和消费品。

TPV在相态上是完全交联了的EPDM 颗粒分散在PP基质中。这是一种在组成、结构与前两种方法迥然不同的体系。在TPV中由于橡胶组分已被充分交联，所以材料的强度、弹性、耐热性及抗压缩永久变形性，较前两种方法有很大提高，同时，耐疲劳、耐化学品以及加工稳定性有明显改善，而且橡塑共混比可在较大范围内变更，使材料在性能上有更大调节余地。这种动态硫化的共混技术是TPV生产技术的一个突破。TPV有效地克服了常规TPO产品的致命弱点，即耐热性、耐压缩变形性差等缺陷，材料性能进一步得到改善，已远远优于热塑性树脂。压缩变形可控制在40%以下，使用温度可达100～120℃，对于要求压缩变形不严格、使用温度不高的橡胶制品，完全可以代替橡胶；对于环保要求严格、无毒卫生的橡胶制品，更是非TPV莫属。世界TPV最主要的生产及消费国家或地区是美国、西欧和日本。动态全硫化法最主要代表生产商是AES公司和DSM公司，而AES公司商品SANTO PRENE占有绝对优势。AES公司的专利已经失效，世界多家公司也开始生产TPV，竞争将越来越激烈2。

国内热塑性聚烯烃弹性体的发展现状国内对TPV的开发应用相对较晚。最初是为引进的几条汽车生产线的国产化配套而开展研究。当时EPDM国内还不能大量生产，需从国外进口，而且研究进展较慢，只在有关高校和研究院所的试验室开展。随着引进的轿车生产线相继建成投产及汽车配件国产化率的不断提高，国内对生产汽车配件的EPDM/PP需求量日趋增加，国内对EPDM/PP的研究进展加快，一些厂家陆续生产出一些产品，供应汽车配件厂来生产各种汽车配件和其它产品。为满足汽车领域对EPDM/PP的需求，燕山石化集团公司于1998年底与日本三菱化学株式会社、丰田通商株式会社成立了北京聚菱燕塑料有限公司，采用机械掺混工艺生产汽车专用料。

国内热塑性聚烯烃弹性体只有几个生产厂，每个生产厂家的生产能力在1000吨/年左右，大多采用机械掺混法生产工艺，年产TPV总和约500-600吨，无论是销售价格还是销售量都远低于国外同类产品。这主要是因为产品性能还达不到国外产品的质量水平，客户处于试用阶段。

南京金陵奥普特高分子材料有限公司是由中国石化集团金陵石化有限责任公司和芬兰OPTATECH公司合资成立的一家高新技术公司。该公司引进先进技术，采用动态全硫化法生产热塑性聚烯烃弹性体，生产能力为1000吨/年左右，产品商标为百可韧(PACREL)。是由PP和EPDM组成，其中橡胶体系已经完全交联。

湖北省鄂州鄂丰橡塑有限公司利用湖北大学承担的“863”计划《轿车传动轴用EPDM/ PP热塑性弹性体的应用开发研制》科研成果，其关键技术是采用动态混合- 静态硫化- 聚丙烯共混的独创工艺，将EPDM完全硫化并以1～2μm粒子分散于PP连续相中，正在建设年产1000 吨的TPV 工业化装置，主要产品EPDM/ PP 热塑性弹性体，根据市场需求，已开发、研制出7个硬度等级2。

国内消费情况自20世纪90年代初TPV进入国内市场以来，经过10年尤其是1998年后的发展，TPV 市场已经初具规模，伴随着我国国民经济持续快速发展及WTO的加入，未来将有更大的增长。EPDM/PP型TPV是国内销量最大的品种，国内2002年消费量约6000 吨左右。美国AES 公司、Uniroyal Chemcal公司、荷兰DSM公司及台湾南帝公司的相关产品在国内均有代理。广州汇邦聚合物公司代理AES 公司的SANTOPRENE产品较早，并且在全国有多家分销商，2002年在国内销售量约4000吨左右，销售价格也是国内最高的。DSM公司、Uniroyal Chemcal公司TRS产品、台湾南帝公司的产品进入国内市场较晚，销量的总和约1500吨。而国产TPV 销售量仅在500～600吨。2002年国内TPV消费量约6000吨左右，主要用于汽车行业，占总消费量的46 %；其次用于建筑行业和电子电气行业，分别占总消费量的30%和20%3。

总结综上所述，TPV是极具发展潜力的材料。未来我国TPV的供求关系将得到进一步改善，但我国的产品在品种和质量上近期尚不能完全满足国内市场的需要，仍需进口一定数量的产品来补充市场需求。我国已将汽车工业列为支柱产业之一，汽车工业要真正成为支柱产业，其相关工业必须有很大的发展。随着我国汽车工业的不断发展，汽车保险杠及仪表板等方面对TPV的需求会不断上升。

未来我国电线电缆领域也将发生巨大变化。随着通讯领域的迅速发展，原来落后的电线电缆生产工艺将随着与世界接轨而被淘汰，TPV因可回收再利用必将有大的发展。

此外，未来机械配件领域TPV的消费也将有一定的发展；在建筑领域，未来TPV用于防水卷材也将有较大的市场需求；随着我国对外贸易不断扩大，TPV在集装箱方面的用量将会有很大增长。

汽车行业是TPV最主要的需求领域，而建筑行业和电线电缆是TPV需求增长最快的领域。相信TPV这种新型材料势必会在不久的将来愈加显示出其勃勃生机，得到快速发展。因此，如果能够依托国内原料基地和快速增长的市场需求，引进国际先进技术，投资建设热塑性聚烯烃弹性体装置，将会获得较丰厚的回报1。

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学