熱塑性彈性體生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)(編輯修改稿)
2025-09-19 08:57 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 TPO，用擠塑工藝生產(chǎn)，不但生產(chǎn)效率提高，而且產(chǎn)品質(zhì)量也隨著提高，同時(shí)可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序，廢舊制品及邊角余料也可以回收利用，產(chǎn)品成本可以降低20%～50%。在家用電器領(lǐng)域中TPO的應(yīng)用市場(chǎng)潛力較大，國(guó)外眾多洗衣機(jī)配件采用EPDM/PP，但是在我國(guó)由于價(jià)格較高，目前只有海爾和小天鵝電器公司進(jìn)行應(yīng)用，預(yù)計(jì)2006年汽車以外工業(yè)將消費(fèi)TPO約為18 kt?；谏鲜觯?006年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)TPO的總需求約為54 kt，業(yè)內(nèi)專家預(yù)計(jì)未來(lái)幾年我國(guó)TPO需求增長(zhǎng)率將保持10%～15%的高速度增長(zhǎng)，2010年國(guó)內(nèi)TPO需求量將達(dá)到80～100 kt。由于TPO在汽車和電子電氣中應(yīng)用的重要性和良好的前景，使其成為TPE中增長(zhǎng)最快的一種，因此新工藝和新產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)方興未艾，特別值得關(guān)注的技術(shù)有：（1）動(dòng)態(tài)硫化TPO合成。動(dòng)態(tài)硫化烯烴熱塑性彈性開發(fā)生產(chǎn)是TPO發(fā)展中的里程碑，TPV成為TPE世界中增長(zhǎng)最快的品種，近年來(lái)年均增長(zhǎng)率約為15%。主要是在低比例的熱塑性塑料基體中混入高比例橡膠，再與硫化劑一起混煉的同時(shí)使彈性體發(fā)生化學(xué)交聯(lián)，形成的大量橡膠微粒分散到少量塑料基體中，所以TPV的強(qiáng)度、彈性、耐熱性、抗壓縮永久性顯著提高，熱塑性、耐化學(xué)性及加工穩(wěn)定性也明顯改善。由于其加工方法和性能最貼近硫化橡膠，因此大量替代汽車用橡膠制品，目前全球消費(fèi)量約為100 kt。代表性產(chǎn)品為AES公司生產(chǎn)的系列品種Santoprene(EPDM/PPTPV)和Geolast（NBR/PPTPV），如AES公司開發(fā)TPV新系列B100，是第一個(gè)能直接連接ABS、PC、ABS/PC共混物、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）等塑料的TPV，能形成牢固連接鍵，不需要粘接劑。目前Satoprene系列產(chǎn)品日新月異，國(guó)外著名高檔轎車多選用其制備車用橡膠件。另外國(guó)外知名的EDPM公司都先后推出有自己特點(diǎn)的TPV產(chǎn)品，如日本三井化學(xué)公司的Milastomer等。（2）反應(yīng)器直接制備TPO。國(guó)外近年來(lái)反應(yīng)器直接制備熱塑性聚烯烴發(fā)展迅速，市場(chǎng)需求量快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)歐美地區(qū)未來(lái)年均需求增長(zhǎng)率將達(dá)到15%左右，亞洲國(guó)家需求增長(zhǎng)率要略低一些。由于反應(yīng)器直接制備TPO是在聚合反應(yīng)過(guò)程中得到，省去合成橡膠粉碎和共混擠出過(guò)程，采用乙烯替代EPDM，故生產(chǎn)成本低。如Basell公司采用特種催化劑在聚合階段制備軟聚合物反應(yīng)器直接制備TPO，大大降低產(chǎn)品成本；Exxon Mobil公司開發(fā)新型反應(yīng)器制得TPOs（柔性聚烯烴）結(jié)合茂金屬技術(shù)，具有硬度和抗沖擊的平衡。目前歐美國(guó)家已經(jīng)開始使用反應(yīng)器直接制備熱塑性聚烯烴逐漸替代混合型熱塑聚烯烴。（3）茂金屬催化劑合成TPO。20世紀(jì)90年代茂金屬催化體系用于橡膠工業(yè)化生產(chǎn)，成為合成橡膠最突出的進(jìn)展之一。茂金屬催化乙丙橡膠與傳統(tǒng)乙丙橡膠相比具有產(chǎn)物的相對(duì)分子量分布窄；產(chǎn)品純凈顏色透亮、聚合結(jié)構(gòu)均勻；尤其是通過(guò)改變茂金屬結(jié)構(gòu)可以準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)乙烯、丙烯和二烯烴的組成，在很大范圍內(nèi)調(diào)控聚合物的微觀結(jié)構(gòu)，從而合成具有新型鏈結(jié)構(gòu)的、不同用途的產(chǎn)品。自1997年開始工業(yè)化生產(chǎn)至今，全球茂金屬催化乙丙橡膠產(chǎn)能已達(dá)200 kt/a以上；我國(guó)也開始茂金屬乙丙橡膠研究和中試生產(chǎn)。茂金屬催化合成的氫化丁腈橡膠價(jià)格比傳統(tǒng)方法合成要低很多；這些茂金屬合成橡膠性能特殊，以此為基礎(chǔ)合成TPO具有更好性能。近年來(lái)國(guó)外許多新型高性能TPO結(jié)合茂金屬技術(shù)，如杜邦公司、DOW化學(xué)等合作開發(fā)TPO復(fù)合物和合金新技術(shù)，以茂金屬聚烯烴彈性體為基礎(chǔ)，并在全球范圍內(nèi)推廣新一代復(fù)配技術(shù)。應(yīng)用該技術(shù)的熱塑性彈性體可以承受較高溫度，并具有較高熔體強(qiáng)度、良好加工性能及較佳的終端產(chǎn)品使用性能。Exxon Mobil公司利用茂金屬催化劑和新型溶液聚合工藝生產(chǎn)出丙烯乙烯專用Vistamaxx系列TPO，有希望在非常柔軟織物和薄膜到非常高硬度TPO中得到廣泛應(yīng)用。（4）其他方面，提高TPO的力學(xué)性能、熱特性，或者使之具有導(dǎo)電性和阻燃性等新功能的方法，通常是在TPO中添加無(wú)機(jī)或有機(jī)填充劑。近年來(lái)填充劑達(dá)到納米級(jí)，粉末分散的納米復(fù)合TPO材料引人注目，因?yàn)榧{米填充劑可以大幅度增加表面積和減少粒子間的距離，可以產(chǎn)生許多意想不到的新功能。對(duì)納米復(fù)合TPO的主要影響因素有：填充劑的粒徑和形狀、聚合物與填充劑的界面粘合強(qiáng)度、填充劑的分散狀態(tài)等。業(yè)內(nèi)專家一致認(rèn)為通過(guò)納米復(fù)合材料和動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)相結(jié)合，可以開發(fā)出更高更新性能的TPO。隨著近年來(lái)人們對(duì)電子射線的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深入，電子束輻射技術(shù)已經(jīng)成為高分子材料改性的強(qiáng)有力技術(shù)手段，利用電子射線生產(chǎn)TPO正變?yōu)闊狳c(diǎn)。通過(guò)電子射線、輻射線交聯(lián)等后硫化手段提高TPO性能應(yīng)值得國(guó)內(nèi)業(yè)界高度重視。TPO除汽車、電子電氣和建筑工業(yè)應(yīng)用外，在醫(yī)療領(lǐng)域替代熱固性橡膠加工制品，更清潔衛(wèi)生，將成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。[4,7,2428]熱塑性聚氨酯彈性體具有高強(qiáng)度、韌性好、耐磨、耐油等優(yōu)異性能。20世紀(jì)90年代末期至21世紀(jì)初國(guó)內(nèi)引進(jìn)多條TPU生產(chǎn)線，主要用于密封墊、密封橡膠和制鞋業(yè)等生產(chǎn)。2003年我國(guó)TPU生產(chǎn)能力約為13 kt/a，隨著我國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)外引進(jìn)的多條TPU生產(chǎn)線正在建設(shè)或計(jì)劃建設(shè)之中。根據(jù)我國(guó)
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