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1、AbstractTPV is today one of the five major engineering plastics, it has broad market prospects. The design on the market demand and use of TPV for a more comprehensive analysis, and detail the performance of the TPV and the blend modified approach. TPV blend granulation production line process is no
2、t complicated, select the widespread use of the twin-screw extrusion granulation method of producing molding TPV aggregates, through formula selection, material balance, equipment selection, process parameters control the whole process process made more in detail. From lower costs, improve performan
3、ce, prospects and other aspects to consider a more rational design of TPV granulation formulation and left potential production equipment, Calculate all the necessary workshop equipment and total investment costs, Draw a flow chart and workshop equipment, floor plan, TPV actual investment and constr
4、uction workshop in all aspects of granulation positive guidance.Keywords: TPV； granulation blend； modified； performance； production line； process design目录摘 要IABSTRACTII第一章 概述191.1热塑性硫化橡胶简介191.2热塑性硫化橡胶的应用和市场现状191.2.1热塑性硫化橡胶材料的应用191.2.2热塑性硫化橡胶的市场现状错误！未定义书签。1.3热塑性硫化橡胶的结构与性能191.3.1热塑性硫化橡胶的结构201.3.2热塑性硫化
5、橡胶的性能201.4热塑性硫化橡胶的改性211.5热塑性硫化橡胶共混造粒生产线设计271.5.1 10000t/aTPV热塑性硫化橡胶共混造粒生产线简介271.5.2 10000t/aTPV的增韧改性生产线简介错误！未定义书签。1.6工艺流程叙述291.6.1注塑加工错误！未定义书签。1.6.2挤塑加工301.6.3吹塑加工31第二章 工艺计算312.1物料衡算332.1.1计算基准332.1.2物料衡算332.2能量衡算352.2.1电能352.2.2冷却水362.2.3耗气量36第三章 设备计算383.1挤出生产线的设备计算383.2混合机组的设备计算383.3筛选设备计算383.4切粒机
6、的计算383.5其它设备计算383.6生产线平面布置图和工艺流程图说明393.6.1生产工艺要求393.6.2设备安转、检修39第四章 主要技术经济指标414.1主要经济技术指标错误！未定义书签。4.1.1原料消耗定额错误！未定义书签。4.2原料的技术参数414.2.1 TPV主要技术指标414.2.2 EPDM主要技术指标424.2.3 PP主要技术指标434.2.4抗氧剂 300主要技术指标43第五章 工艺参数445.1配方445.2工艺控制指标445.2.1混合445.2.2共混造粒455.2.3冷却切粒455.2.4筛分455.3设备参数45第六章 生产成本估算486.1固定成本计算4
7、86.1.1设备投资成本486.1.2机间定员及人员工资496.1.3机间选址及厂房投资506.2可变成本计算516.2.1原料费用计算516.2.2水电费用计算516.3生产总成本计算526.3.1制造费用526.3.2管理费用526.3.3销售费用536.3.4财务费用536.4利润计算546.4.1销售收入546.4.2税金546.4.3利润546.5主要经济指标55第七章 设备一览表错误！未定义书签。第八章 安全防范与环境保护错误！未定义书签。8.1安全方面错误！未定义书签。8.2环保方面错误！未定义书签。结束语57致 谢58参考文献错误！未定义书签。第一章 概述1.1TPV简介热塑性
8、硫化橡胶（英文为Thermoplastic Vulcanizate），又称聚烯烃合金热塑性弹性体,简称为TPV，热塑性硫化橡胶的中文简称为热塑性橡胶（英文Thermoplastic Rubber），简称为TPR，但这个名称容易和其它种类的热塑性弹性体（英文为Thermoplastic Elastomer）相混淆在一起，因为通常热塑性弹性体也被大家叫做热塑性橡胶，尤其是苯乙烯类弹性体，至少在中国似乎TPR”已经成为它的专有名称了，一提起TPR，就是指以SBS、SEBS等苯乙烯类弹性体为基料的热塑性弹性体，这与苯乙烯类弹性体在民用以及终端消费品领域中消耗量之大是分不开的。热塑性硫化橡胶的名称如果再
9、说的详细一点，那应该是热塑性动态硫化橡胶（英文为Thermoplastic Dyamic Vulcanizate），加了“动态”2字是更具体说明了生产这种热塑性硫化橡胶的工艺-动态硫化，这种工艺指在橡胶和热塑性塑料熔融共混过程中使橡胶硫化，当然在橡胶在硫化的同时也不断与热塑性塑料相混合，因此被硫化了的橡胶是作为分散相分布在热塑性塑料连续相中,简而言之,TPV可由TPO动态硫化后得到。与之相对应的热塑性静态硫化橡胶，就是指橡胶按传统方法先硫化好，然后通过磨粉设备把硫化好的橡胶磨成粉，最后与熔融的热塑性塑料共混，理论上这种方法也能制得性能优良的TPV，但到目前为止，只是处于实验室阶段。1.2TPV
10、的应用和市场现状1.2.1热塑性硫化橡胶材料的应用汽机工业1、汽机密封条、密封件系列；2、汽机防尘罩、挡泥板、通风管、缓冲器、波纹管、进气管等；3、汽机高压点火线。可耐30-40KV电压，可满足UL94 V0阻燃要求；消费用品1、手动工具、电动工具、除草机等园艺设备的零部件；2、家用电器上使用的垫片、零件；3、剪刀、牙刷、鱼竿、运动器材、厨房用品等产品的手柄握把；4、化妆品、饮料、食品、卫浴用品、医疗用具等产品的各类包装；5、各种轮子、蜂鸣器、管件、皮带等接头的软质部件。6、针塞、瓶塞、吸管、套管等软胶件；7、电筒外壳、儿童玩具、玩具轮胎、高尔夫袋、各类握把等。电子电器1、各种耳机线外皮，耳机
11、线接头；2、矿山电缆、数控同轴电缆、普通及高档电线电缆绝缘层及护套；3、电源插座、插头与护套等；4、电池、无线电话机外壳及电子变压器外壳护套；5、船舶、矿山、钻井平台、核电站及其它设施的电力电缆线的绝缘层及护套。交通器材1、道路、桥梁伸缩缝；2、道路安全设施、缓冲防撞部件；3、集装箱密封条。建筑建材1、动力部件密封条2、建筑伸缩缝、密封条3、供排水管密封件、水灌系统控制阀等TPV有轻微的吸湿特性，应补充干燥，特别是在进行挤塑或吹塑加工前，更要进行干燥。在把材料放到干燥箱中之前，应当先把干燥器的温度升高到100。然后使TPV在干燥箱中保持2-3小时。 应避免与相对湿度高的环境接触，因为材料会吸收
12、水分，使加工的产品产生空洞。如果在停机较长的时间之后，在重新开始操作之前，应当把挤塑机筒内所存留的原料排出。在加工TPV之前和之后，应当把挤塑设备彻底清理干净。注塑设备或挤塑机机筒应当以机械方式清理或者用聚乙烯或聚丙烯彻底置换排空。1.3热塑性硫化橡胶的结构与性能1.3.1热塑性硫化橡胶的结构1、良好的弹性和耐压缩变形性，耐环境、耐老化性相当于三元乙丙橡胶，同时其耐油耐溶剂性能与通用型氯丁橡胶不相上下。2、应用温度范围广（ 60150），软硬度应用范围广(25A54D),易染色的优点大大提高了制品设计的自由度。3、优良的加工性能：可用注射、挤出等热塑性塑料的加工方法加工，高效、简单易行，无需增
13、添设备，流动性高、收缩率小。4、绿色环保，可回收使用，且反复使用六次性能无明显下降，符合欧盟环保要求。5、比重轻（0.900.97），外观质量均匀，表面档次高，手感好。基于以上性能特点， TPV在广泛的应用领域与传统橡胶材料、其他TPE弹性体（包括TPRSBS、SEBS、TPU等）材料或PVC等塑料材料相比，在综合性能和综合成本方面都具备一定的替代优势，从而为制品企业在产品创新、提升产品附加值、提高竞争力方面提供了新的选择。TPV是Thermoplastic Vulcanizate的简称，中文名称为热塑性三元乙丙动态硫化弹性体或热塑性三元乙丙动态硫化橡胶，是高度硫化的三元乙丙橡胶EPDM微粒分
14、散在连续聚丙烯PP相中组成的高分子弹性体材料。TPV常温下的物理性能和功能类似于热固性橡胶，在高温下表现为热塑性塑料的特性，可以快速经济和方便地加工成型。TPV热塑性三元乙丙动态硫化弹性体/橡胶将硫化橡胶材料通过动态硫化使三元乙丙橡胶EPDM以低于2微米尺寸的微粒分散在聚丙烯PP塑料基体中，把橡胶与塑料的特性很好的结合在一起，得到综合性能优异的高性能弹性体材料。TPV热塑性三元乙丙动态硫化弹性体/橡胶的主要性能：TPV易于焊接、可重复使用、环保无毒。TPV热塑性三元乙丙动态硫化弹性体/橡胶的主要特点：1、 优异的抗老化性能和良好的耐候、耐热性能；2、 优异的抗永久变形性能；3、 优异的抗张强度
15、、高韧性和高回弹性；4、 优异的环保性能和可重复使用；5、 优异的电绝缘性能；6、 硬度范围广泛；7、 使用温度范围广泛；8、 颜色多样化，有全透明、半透明、浅色系列，着色容易，容易加工成型；9、 可与PP、PA、PC、ABS、PS、PBT、PET等多种材料共注射或挤出成型。1.3.2热塑性硫化橡胶的性能1）注塑加工TPV的熔体粘度比许多种普通热塑性材料更大，在加工时，需应用较大的注料嘴、注料口、流道和浇口，还需要采用高的注射压力和较快的注射速率，以提高充模速度和减少飞边，此后在较高的压力下有一个短的保持时间，使之足以将浇料口冻结。 注射螺杆的速度应当是100至200转/分，背压力在不需要混合
16、时应当尽可能低。2）挤塑加工不需要真空定径。建议采用长径比为28比1或更大比例的挤塑机。通常单段螺杆比为3比1左右，如果需要用筛网组合，可用20至60网目的筛网。最好将熔体温度保持在规定范围的下限，使挤塑产品的质量最优。3）吹塑加工TPV机械操作条件要求与注塑和挤塑所规定的相同。模具设计、型坯尺寸、加工周期时间、以及壁厚均匀等吹塑加工因素都与制件的几何形状有很大的关系。熔体加热过度将使牵伸比下降，应当避免过热。2热塑性弹性体TPR热塑性弹性体TPR，TPE是一种具有橡胶的高弹性，高强度，高回弹性，又具有可注塑加工的特征，具有环保无毒安全，硬度范围广，有优良的着*，触感柔软，耐候性，抗疲劳性和耐
17、温性，加工性能优越，无须硫化，可以循环使用降低成本，既可以二次注塑成型，与PP、PE、PC、PS、ABS等基体材料包覆粘合，也可以单独成型。热塑性弹性体既具有热塑性塑料的加工性能，又具有硫化橡胶的物理性能，可谓是塑料和橡胶优点的优势组合。热塑性弹性体正在大肆占领原本只属于硫化橡胶的领地。近十余年来，电子电器、通讯与汽机行业的快速发展带动了热塑性弹性体市的高速发展。热塑性弹性体（TPE）具有硫化橡胶的物理机械性能和热塑性塑料的工艺加工性能。由于不需经过热硫化，使用通用的塑料加工设备即可完成产品生产。这一特点使橡胶工业生产流程缩短了1/4，节约能耗25%40%，提高效率10倍20倍，堪称橡胶工业又
18、一次材料和工艺技术革命。TPR，TPE的优点1. 可用一般的热塑性塑料成型机加工，不需要特殊的加工设备。2. 生产效率大幅提高。可直接用橡胶注塑机硫化，时间由原来的20min左右，缩短到1min以内；由于需要的硫化时间很短，因此已可用挤出机直接硫化，生产效率大幅提高。3. 易于回收利用，降低成本。生产过程中产生的废料（逸出毛边、挤出废胶）和最终出现的废品，可以直接返回再利用；用过的TPE旧品可以简单再生之后回收利用，减少环境污染，扩大再生资源来源。4. 节能。热塑性弹性体大多不需要硫化或硫化时间很短，可以有效节约能源。以高压软管生产能耗为例：橡胶为188MJ/kg，TPE为144MJ/kg，可
19、节能达25%以上。5. 应用领域更广。由于TPE兼具橡胶和塑料的优点，为橡胶工业开辟了新的应用领域。6. 可用于塑料的增强、增韧改性。自补强性大，配方简化，配合剂对聚合物的影响制约小，质量性能更易掌握。但TPE的耐热性不如橡胶，随着温度上升而物性下降幅度较大，因而适用范围受到限制。同时，压缩变形、弹性回复、耐久性等同橡胶相比较差，价格上也往往高于同类橡胶。尽管如此，TPE的优点仍十分突出，各种新型的TPE产品也不断开发出来。作为一种节能环保的橡胶新型原料，发展前景十分看好。透明系列（transparency series）GP100应用范围：普通透明玩具、运动器材等。Common transp
20、arency toys, sport equipment etc.产品性能：较好的透明性、弹性以及比较低的价格，具有广阔的设计空间。Good transparency, flexibility and low price , have widely design space.透明系列（transparency series）GP200 GP210应用范围：高档、高透明玩具，吸盘用料、运动器材以及密封圈等。Slap-up and ultra transparency toys, adult things, cupula material, sport equipment and seal rin
21、gs etc.产品性能：硬度范围广，从超软到90A。极佳的透明性、光泽度，以及舒适的手感，具有良好的抗紫外线、耐候性、耐高温，长期用于户外。Hardness rang is from ultra soft to 90A. Preferably transparency, shine and good touch feeling, being widely used in adult things. Haveing good UV radiation, high temperature resistant, weather resistant.射粘系列（overmolding series）GP
22、310 GP320 GP330应用范围：家电外壳、手柄、握把等Electric crust, handle grip etc.产品性能：极好的手感，与硬胶ABS, PC, PC/ABS, PA6, PA66等黏结牢固。防滑省力，并且易于着色和加工，具有广泛的设计空间Good touch feeling, and overmolding with ABS, PC, PC/ABS, PA6, PA66 etc fastness. Skid resisting and save labour, east to process and color, have widely design space.涂
23、油系列（Eeay-painting series）GP410 GP420 GP430应用范围：各类涂油玩具、日常用品等，广泛取代PVC。Eeay-painting toys, daily things,etc, widely substitute PVC.产品性能：低廉的价格，取代PVC的首选，健康、安全、环保，易于涂油。Low price, firstly substitute PVC, healthy, safety, recycled, easy to eeay-painting通用系列（all-purpose series）GP510 GP520 GP530应用范围：文具、运动器材、密
24、封圈、手柄等stationery, sport equipment, seal rings, handle grip etc.产品性能：极好的手感, 良好的抗紫外线、耐化学性并且易于着色和加工，具有广泛的设计空间 。Good touch feeling, good UV and chemical resistante east to process and color, have widely design space.功能系列（function series）GP610(TPV) GP620(TPEE)应用范围：密封圈、汽机配件、把手、齿轮等。Seal rings, automotive p
25、arts, handle grip,gear wheel etc.产品性能：具有良好的减震性、抗压缩性、电绝缘性、钢性等。Have good vibration absorbance, good compression set property, good electrical insultion, good rigidity etc.中美跨太平洋直达国际光缆（TPE）中美跨太平洋直达国际光缆（TPE）已开工建设，据美联社报道，这条海底光缆将被命名为“跨太平洋高速通道”（Trans-Pacific Express），长达1.1万英里，能够同时处理相当于6200万个通话的数据量。个人用户的数据传
26、输速度最高将可以达到每秒10Gb。光缆将于在2008年7月竣工投入使用。长度约2.6万公里的TPE光缆总投资为5亿美元，由中国网通、中国电信、中国联通、中华电信、韩国电信和美国Verizon共同承建，是我国目前容量最大、跨度最长、技术最先进的海底光缆系统。作为中美之间的第二条海底光缆，TPE也是世界上首条海底高速直达光纤电缆。光缆建成后将显著提高跨太平洋传输带宽，满足从亚洲地区到美国的宽带通信业务增长需要。TPEETPEE（热塑性聚酯弹性体）是含有聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物。其中聚醚软段和未结晶的聚酯形成无定形相聚酯硬段部分结晶形成结晶微区，起物理交联点的作用。TPEE具有橡胶的弹性和工程
27、塑料的强度；软缎赋予它弹性使它象橡胶；硬段赋予它加工性能，使它象塑料；与橡胶相比，它具有更好的加工性能和更长的使用寿命；与工程料相比，同样具有强度高的特点，而柔韧性和动态力学性能更好。1力学性能，通过对软硬段比例的调节，TPEE的硬度可以从邵氏30-82D，其弹性和强度介于橡胶和塑料之间。与其它热塑性弹性体相比，在低应变条件下，TPEE模量比相同硬度的其它热塑性弹性体高。当以模量为重要的设计条件时，用TPEE可缩小制品的横截面积，减少材料用量。TPEE具有极高的拉伸强度。与聚氨酯(TPU)相比，TPEE压缩模量与拉伸模量要高得多用相同硬度的TPEE和TPU制作同一零件前者可以承受更大的负载。在
28、室温以上，TPEE弯曲模量很高，而低温时又不象TPU那样过于坚硬因而适宜制作悬臂梁或扭矩型部件，特别适合制作高温部件。TPEE低温柔顺性好低温缺口冲击强度优于其他TPE，耐磨耗性与TPU相当。在低应变条件下，TPEE具有优异的耐疲劳性能且滞盾损失少，这一特点与高弹性相结合，使该材料成为多次循环负载使用条件下的理想材料，齿轮、胶辊、挠性联轴节、皮带均可采用。2热性能，TPEE具有优异的耐热性能，硬度越高，耐热性越好；TPEE在110140连续加热10h基本不失重，在160和180分别加热10h，失重仅为0.05%和0.1%，因而TPEE的使用温度非常高，短期使用温度更高，能适应汽机生产线上的烘漆
29、温度(150160)，并且它在高低温下机械性能损失小。TPEE在120以上使用，其拉伸强度远远高于TPU此外TPEE还具有出色的耐低温性能，TPEE脆点低于-70并且硬度越低，耐寒性越好，大部分TPEE可在-40下长期使用。由于TPEE在高、低温时表现出的均衡性能，它的工作温度范围非常宽，可在-70200使用。3耐化学介质性，TPEE具有极佳的耐油性，在室温下能耐大多数极性液体化学介质(如酸、碱、胺二醇类化合物)，但对卤代烃(氟里昂除外)及酚类的作用却无能为力，其耐化学品的能力随其硬度的提高而提高。TPEE对大多数有机溶剂、燃料及气体的抗溶胀性能和抗渗透性能是好的，对燃油渗透性仅为氯丁胶、氯磺
30、化聚乙烯、丁腈胶等耐油橡胶的1/31/300但TPEE耐热水性较差，添加聚碳酰亚胺稳定剂可以明显改善其抗水解性能。4耐候性与耐老化性，TPEE在很多不同条件下，如在水雾、臭氧、室外大气老化等条件下，化学稳定性优良。象大多数弹性体一样，在紫外光作用下会发生降解，因此对于室外应用或制品受阳光照射的条件，配方中应添加紫外光防护助剂，其中包括炭黑和各种颜料或其它屏蔽材料;此外TPEE还具有不同程度的水解性。TPEE产品应用:TPEE主要用于要求减震、耐冲击、耐曲挠、密封性和弹性、耐油、耐化学品并要求足够强度的领域。如：聚合物改性、汽机部件、耐高低温电线护套、液压软管、鞋材、传动皮带、旋转成型轮胎、挠性
31、连轴节、消音齿轮、电梯滑道、化工设备管道阀件中的防腐耐磨耐高低温材料等。热塑型弹性体TPEE介绍以及LG KEYFLEX的具体应用领域（参考中国橡胶网）TPEE是通过对苯二甲酸1,4-丁二醇 及聚丁醇共聚而成，其硬段比例增大可增强物理刚性和化学稳定性，软段比例增大可提高柔韧性和低温性能。KEYFLEX BT 是LG 化学公司为其工程热塑性弹性体所注册的商品名称。它是一种酯体系热塑性弹性体(Thermoplastic elastomers)，其柔软性与弹性恢复力酷似橡胶，而机械性强度、耐热性及耐候性方面比橡胶优秀。不经过硫化工程，与普通热塑性树脂相同，以易于成型加工的树脂根据通常聚酯合成方法妥当
32、调整软链段的共聚物量，从而形成适合各种用途的柔软性与机械性材质。具有的特性：良好的抗蠕变，抗冲击和抗疲劳性能。高冲击强度和良好的低温柔韧性。温度上升时保持良好的性能。良好的对化学物质，油品，溶剂和天气的抵抗能力。高抗撕裂强度及高耐摩擦性能。易加工且具经济性。良好的可回收性。常见牌号：BT-1040D：KEYFLEX BT-1040D具有与橡胶相似的挠性、弹性以及机械强度，但它的耐热性和耐候性比橡胶好。所有等级的KEYFLEX BT都是嵌段共聚物，由聚丁烯对苯二酸盐的硬（结晶体）段和基于长链的聚醚乙二醇软（ 非结晶的）段组成。其属性由硬段到软段的比率来决定。应用：软管套，以及液压软管带、管道、密
33、封材料BT-1047D：KEYFLEX BT-1047D具有与橡胶相似的挠性、弹性以及机械强度。应用：体育用品的薄膜及部件等，包括高尔夫球的表皮层BT-1055D：KEYFLEX BT-1055D具有与橡胶相似的挠性、弹性以及机械强度。应用：成型材料、汽机部件、带类、软硬管道。BT-1063D：KEYFLEX BT-1063D具有与橡胶相似的挠性、弹性以及机械强度。应用：燃料水槽part、密封剂、各种齿轮类、键区、电话天线、Phos类、压缩弹簧、管覆层、Inline-skate rollerBT-1072D：KEYFLEX BT-1072D具有与橡胶相似的挠性、弹性以及机械强度。应用：齿轮、轴
34、承、电话线包线。另还有各款硬度：1028D，1030D，1033D，1035D，1045D，1068D挤出级系列：1140D，1155D，1163D，1172DPEIPEI (聚醚酰亚胺)是琥珀色透明固体，不添加任何添加剂就有固有的阻燃性和低烟度，氧指数为47%，燃烧等级为UL94-V-0级，密度为1.281.42g/cm3。PEI具有很强的高温稳定性，即使是非增强型的PEI，仍具有很好的韧性和强度。因此利用PEI优越的热稳定性可用来制作高温耐热器件。具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐辐照性能、耐高低温及耐磨性能，并可透过微波。PEI还有良好的阻燃性、抗化学反应以及电绝缘特性。玻璃化转化温度很
35、高，达215。PEI还具有很低的收缩率及良好的等方向机械特性。加入玻璃纤维、碳纤维或其他填料可达到增强改性的目的；也可和其它工程塑料组成耐热高分子合金，可在-160180的工作温度下长期使用。美国保险商实验室规定聚醚亚胺树脂的长期使用温度是338T和356T（根据等级），燃烧等级达到UL94V0（10密耳厚度。）氧指数达47，聚醚酰亚胺符合飞机内件要求的FAA阻燃性和热稀放性的材料标准。它的玻璃化转变温度为419F，并允许在392F下间断使用，在更高温度下，产生短期偏移。在356T下，拉伸温度和挠曲模量分别在41和2068MPa以上。用玻纤、碳纤维增强的材料在接近玻璃态转变温度下，具有更高的强
36、度和刚度。聚醚酰亚胺在高温和应力下的长期抗蠕变性允许其在许多结构设备中代替金属和其它材料。在可变温度、湿气和频率条件下表现出很好的电性能。在GHz频率下的低损耗因数使聚醚酰亚胺具有高的微波可穿性。它的离子型污染物低水准，在 250F100% R H和207kPa下120小时用水提取后的导电率，在20兆欧以上，它可用作电子传感器元件的绝缘材料。PEI是优良的涂层和成膜材料，能形成适用于电子工业的涂层和薄膜，并可用于制造孔径 0.1m、具有高渗透性的微孔隔膜。还可用作耐高温胶粘剂和高强度纤维等。1.4热塑性硫化橡胶的改性通过以上介绍可以看出，热塑性硫化橡胶的综合物理机械性能非常优秀，因此被非常广泛
37、地应用于各个生产部门。但是热塑性硫化橡胶也存在某些性能上的缺陷，如成型收缩率较大，使得制品容易变形；不耐紫外线；熔点不很高，在加工中易受热分解；韧性低，缺口敏感性大；相对密度较大，不透明，不耐酸等。因此，在不少较为苛刻的条件下，仍然满足不了使用要求，这就是不断对其改性的原因。主要通过物理和机械的方法在热塑性硫化橡胶中加入无机或有机物质，或将不同类高分子聚合物与其进行共混，或用化学方法实现热塑性硫化橡胶的共聚、接枝、交联，或将上述各种方法联用、并用，以提高其流动性、摩擦磨损性能、刚性、强度、电镀性、介电性、缺口敏感性、提高抗冲击性，以达到使材料的成本下降，成型加工性能或最终使用性能得到改善，或在
38、电、磁、光、热、声、燃烧等方面被赋予独特功能等效果。热塑性硫化橡胶常用的改性方法如下。(1)化学改性 利用接枝、嵌段等手段在TPV分子链上引入所需要的链段的方法。在保持热塑性硫化橡胶其他各项性能均衡的同时，强化或赋予材料特定的某些使用性能。例如用于汽机工业部件的热塑性硫化橡胶，往往对其耐候性以及耐紫外线稳定性很高，经过改性的材料在600kJm2氙灯照射下，颜色改变不超过2E。(2)物理改性增韧改性 目前国内外TPV增韧改性方法主要是共混改性。一般有两种方法，其一是加入弹性体，以提高热塑性硫化橡胶的韧性，改善其冲击强度。常用的弹性体有EPDM、BR、SBR、TPUR(热塑性聚氨酯橡胶)、丙烯酸酯
39、类弹性体等。其中TPUR是如今公认的最有效的TPV的弹性体类抗冲击改性剂。另一种增韧方式则为非弹性体增韧，即选用综合性能优良的韧性或刚性材料与热塑性硫化橡胶进行掺混，常见的有尼龙或共聚尼龙等。弹性体对于热塑性硫化橡胶来说并不是最理想的抗冲击改性剂，因为在其加入后，其冲击韧性的提高是以其他力学性能的下降为代价的。所以，人们为了不损害其他力学性能的同时又能提高韧性，采用共混非弹性体的材料具有很好的效果。增强填充改性 填充改性就是在塑料成型加工过程中加入无机填料或有机填料，使塑料制品的原料成本降低达到增量目的，或使塑料制品的性能有明显改变，即在牺牲某些方面性能的同时，使人们所希望的另一些方面的性能得
40、到明显提高。一般使用的是在树脂中添加无机物如玻璃微珠、滑石粉、云母、碳酸钙、玻纤、钛酸钾、碳纤维等来进行增强填充改性，以提高聚合物的强度、刚性和热变形温度，并降低成本。其他改性 主要是针对热塑性硫化橡胶的耐磨、阻燃、耐候性等性能的改善。TPV摩擦系数较大，在许多传导零部件中的应用受到一定限制，国内外采取多种改性方式，开发出TPV自润滑复合材料。目前TPV自润滑材料开发已成为FOM改性研究方向之一。TPV比较易燃烧，国外开发出多种牌号的TPV阻燃剂和阻燃TPV产品，国内目前在此方面起步较晚。国内研究表明，最适合制备阻燃TPV的阻燃剂为三聚氰胺、聚磷酸铵和季戊四醇双磷酸酯三聚氰铵盐等。阻燃TPV可
41、以通过挤出造粒工艺生产，其工艺条件与普通TPV相同，也可以采用注射、吹塑、模压等成型工艺进行成型。热塑性硫化橡胶的光稳定性和热稳定性较差，导致材料的力学性能迅速下降，失去使用价值，限制了其在诸多方面的应用，因此改善热塑性硫化橡胶耐候性具有重要的意义。1.5热塑性硫化橡胶共混造粒生产线设计1.5.1 10000t/aTPV的热塑性硫化橡胶共混生产线简介TPV共混改性工艺与配方设计(1) 配方 PP 30 份充油EPDM （环烷油等）70 份过氧化二丙苯(DCP ) 适量超细滑石粉适量，其它助剂适量。（a）环烷油用量对性能的影响分析如下：这是由于EPDM 的分散程度和界面层结构是影响EPDM/ P
42、P -TPV 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160 ，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
43、最佳充油质量分数为20 %30 %。（b）PP种类与用量（流动性）对性能的影响分析如下：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。（c）橡塑组分的选择对性能的影响分析如下：加入EPDM
44、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、100%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。（d）DCP用量对性能的影响分析如下：当DCP 质量分数为1.5%时，力学性能达到最高值。PF 值(拉伸强度断裂伸长率/ 永久变形) 比未交联增加30 倍，橡胶抽出质量分数为
45、2.5%。根据CP Rander 理论，橡胶溶剂抽出质量分数低于3%时，橡胶已达到高度交联状态，由此说明，DCP 质量分数为1. 5 %时EPDM/ PP 已完全动态硫化。（e）超细滑石粉在EPDM 增韧改性PP 体系中，普通滑石粉对PP 起辅助补强作用。但在EPDM/ PP - TPV 体系中添加3 %滑石粉就使拉伸强度和断裂伸长率急剧下降。这是因为滑石粉在TPV 体系中，流动性较差，不易分散在基体中。而选择一种超细活性滑石粉，则随着超细滑石粉添加量的增加，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。此后，随滑石粉添加量增加，这两种性能急剧下降。这可能是由于
46、超细滑石粉并不是以分散相形式直接分散在PP 基体上，而是在EPDM 交联时作为交联中心使EPDM 分散更细小、更均匀，这种包核结构有效地降低了EPDM分散粒径，从而减小了EPDM 微细颗粒间间距，既增韧TPV 又可提高其应力。（f）其他助剂硬脂酸、硬脂酸锌用作软化润滑剂，适量即可(2)工艺配料混合挤出冷却切粒筛分包装按配方设计比例称量各种原料，投入高速混合机中混合，在80100下搅拌1015min,使物料分散均匀，置于螺杆挤出机中共混挤出、冷却、切粒、干燥、成型。挤出机料筒各区段温度分别为后部155165、中部165175、前部175185；螺杆转速200240rmin。TPV合金化的目的是希
47、望得到综合性能优异的工程塑料，PE具有较好的韧性和加工成型性。TPVDPE共混，可以提高TPV的产品的尺寸稳定性、抗冲击强度，可制造刚柔结合的合金材料，用于仪表传动部件和自润滑制品。TPV/HDPE合金的特点：流动性得以改善。在TPV加入一定比例的HDPE使其加工流动性有较大提高，改善了TPV的加工性能。密度有所下降。TPV/HDPE合金的密度比纯TPV小10%左右。TPV/HDPE的耐候性较TPV好。TPV与HDPE的相容性很差，完全不相容，加入马来酸酐接枝PE作为相容剂，使HDPE颗粒细化，均匀分散在TPV基体中，促使TPV与HDPE两相的相容性得到明显改善。TPV/HDPE共混体系，随相容剂用量的增加，其缺口冲击强度随之上升，超过10后，共混体系的冲击强度则随之有下降趋势。相关性能：拉伸强度为3842MPa；缺口冲击强度1012kJm2。 0.4(2)工艺 配料混合挤出冷却切粒筛分包装按配方设计份数称混合，投进高速混合机内在8090下搅拌510min，使物料分散均匀，在
