rhenoprene -新一代萊茵化學轉角成型特製tpe-v
1. 簡介
更快捷經濟的橡膠行業生產工藝需求，催生了用於替代傳統熱固性橡膠的熱塑性彈性體橡膠（tpe）。這些材料兼具了熱塑性塑料易於融化加工和熱固性橡膠的高彈性。此外，由於他們的可**性和易於快捷簡化加工性，使熱塑性彈性體還具有良好的經濟效益和環保效能。
建造一輛中等型號的汽車總共約5至6公斤的橡膠來用於製作密封件。密封件中三元乙丙橡膠的含量高達70％以上，熱塑性彈性體[1]只佔了15-20％。這是由於熱塑性彈性體不能完全替代熱固性橡膠產品。
如動力載荷橡膠的苛刻應用需求，例如門封和車窗玻璃滑槽等。
自從上個世紀末的tpe廠家一直致力於發展tpe牌號，目標為至少可以簡化橡膠密封件的生產過程[2]。例如，部分或全部硫化型熱塑性彈性體（tpe-v），用於連線或底端密封的交聯型三元乙丙型材。到現在為止之前..
這些用於未處理的三元乙丙橡膠型材的所謂轉角成型tpe材料，它們的粘接強度沒有大到足以滿足所有現有要求。因此這些混合材料，目前僅可用於靜態應用，如車頂弧線密封件，擋風玻璃密封件和閃光墊片。目前，新一代tpe材料，例如萊茵化學的rhenoprene vp 5268 b cm，不僅可以用於生產靜態材料，同時也可以用於動態應用。
本報告研究了這些用於轉角成型材料的新型材料，並確定其加工條件，以便於獲取最佳的粘接特性。
2. 實驗
為評價 rhenoprene vp 5268 b cm 的粘接特性，準備硫磺硫化型材和壓縮成3公釐厚的試片。三元乙丙復合膠的配方與其邵氏硬度a參見於表1。在準備樣品之前，將三元乙丙膠材料切削成模具的一半大小的片狀，然後插入到注塑機中。
關閉模具後，當溫度達到230°c的熔化溫度時，粘接材料被注射到epdm材料的轉角上。所測得的模具溫度在40和80°c之間。在將被測試片切成啞鈴形之前，樣品應在室溫下儲存48小時。
樣本製備細節詳見於圖1。測量值符合iso標準[3]。
ta圖1: 準備轉角成型測試樣品（為了易於區分所使用的tpe-v,使用其本色）
3.結果與討論
一些關鍵因素決定了epdm橡膠型材與tpe-v材料連線與端封。為確保橡膠零部件具有良好的粘接效能，務必在粘接過程結束後立刻切割型材獲得無塵、無油脂及其他雜質的表面。正如圖2所示，在注射成型前，型材若經過4天的儲存，粘接強度將降低了23％。
此外，斷裂伸長率也顯著降低了33％。
此外，預乾燥對於大多數tpe-v粘接材料至關重要。如圖3所示，可通過使用專為轉角成型應用設計的樹脂固化型熱塑性彈性體，使粘接強度增益達0.4兆帕。
相比於傳統體系，rhenoprene vp5268 b cm 不需要在使用前進行預先乾燥。相比於預乾燥樹脂固化型tpe-v材料，rhenoprene vp5268 b cm並無顯著差異，而未經烘乾的rhenoprene vp5268 b cm 與目前技術最先進的未烘乾樹脂固化型tpe-v材料相比，粘接強度高出18％和粘接伸長量高出25％。
除原料的預處理外，注射成型過程的引數也有著很重要的影響。幾個引數對於混合材料成品的機械效能有著顯著的影響。在以下幾個段落將對於tpe-v材料的熔體溫度，注射壓力以及模具溫度進行詳盡討論。
從圖4可知，提高熔融溫度可改善粘接特性。粘接強度的最低值為3.7兆帕，對應的tpe-v材料的熔融溫度為210°c。
溫度達到230°c時，其粘接強度提高到3.9兆帕。然而熔融溫度公升高到250°c，粘接強度僅略微增加到4.
0兆帕。粘接伸長量遵循以下規律。粘接強度越高，粘接伸長量越高。
製品樣品的熔融溫度為250°c時，斷裂伸長率可達到260％的最佳值。
將擠出壓力從450 bars 增加到800 bars 時，也將明顯改善粘合效能。粘接強度增加了 18 %；斷裂伸長量增加了25 % 。(如圖5).
此外在實際成型中，tpe-v 熔體的冷卻溫度也對成品的機械效能有著顯著的影響。模具溫度公升高，冷卻速率降低，因此tpe-v 有充足的時間與熱固性橡膠形成更強力的結合。模具溫度的影響見於圖6。
模具溫度為 40 °c時，粘接強度分別比60 °c和80 °c 低了0.4 mpa 和0.5 mpa 。
模具溫度從40 °c公升高到80 °c時，粘接伸長量從210 % 增加到260 %。
並非所有的轉角成型材料都能承受如此高的模具溫度。
一些熔融溫度在110–120 °c 的材料，當模具溫度在60–80°c 時，具有更快的
固化速率。rhenoprenevp 5268 b cm 具有獨特的配方，熔點為153 °c，可供使用者選擇最佳的加工引數，以獲得最佳的表面與粘接效能。
總結以上幾個加工引數的影響，可知：更高的溫度與更高的壓力，可獲得更佳的粘接效能。為保持良好機械效能與可接受的加工速度之合理的平衡，使用rhenoprene vp5268 b cm時，最好選擇230 °c的擠出溫度， 800 bars的擠出壓力與60 °c的模具溫度。
除了選擇適宜的tpe-v材料與加工引數，熱固性橡膠的配方組成也對成品機械效能有著重大影響。如表2所示，四種具有不同效能的epdm分別配合rhenopren vp 5268 b cm進行注射成型。在本實驗中應用的epdm中，bunaep g 3440具有最低的門尼粘度，且具有最低的enb 及乙烯含量。
buna ep g 6470具有中等的門尼粘度與enb含量，具有高乙烯含量。buna ep g 5567 具有最高的門尼粘度，高乙烯含量與中等的enb含量。buna ep t 3950 最有最高的enb 含量，中等的乙烯濃度和低的粘度。
對注射成型部件的分析結果見於圖7。可得知，通過使用 buna ep g 5567 與buna ep g 6470可獲得最佳的粘接效能。這兩種epdm的粘接強度均為3.
9 mpa ，斷裂伸長率分別為 250 %與260 % 。buna ep t 3950具有最高的交聯密度，粘接強度為3.4 mpa，斷裂伸長率為200 %。
使用buna ep g 3440，獲得最差的粘接效能，粘接強度2.4 mpa，斷裂伸長率為190 %。
通過觀察實驗結果可知，熱固性橡膠的乙烯含量與邵氏硬度對於優化粘接機械效能具有重要影響。其它特性如enb含量與門尼粘度，對粘接效能影響較小。
4.總結
總結本次實驗結果，可以得出： edpm/tpe-v混合材料的粘接效能受到一些關鍵因素的影響。除受到所選擇的tpe-v材料的影響，還取決於所選擇的加工條件。
均達到以下要求時，才能得到最佳的實驗結果：
■ 使用新切開的橡膠
■ 擠出壓力至少達到800 bars（1巴=0.1mpa）
■ 熔融溫度至少230 °c
■ 設定模具溫度接近60 °c
通過以上要求，在萊茵化學實驗室進行的tpe-v實驗，粘接機械效能可提公升25 %。
除了選擇合理的加工條件與適宜的tpe-v材料，如rhenoprene vp 5268 b cm外，
熱固性epdm的特性也對粘接效能有著顯著的影響。乙烯含量越高，粘接強度越佳
橡膠與tpe-v的硬度接近，也可以進一步改善粘接效能。
總之，應用萊茵化學領先的轉角成型技術，結合適宜的加工引數，可令使用者生產的 edpm/tpe-v混合材料可承受嚴苛的使用環境，如汽車零部件應用。
5.參考文獻（略）
埃克森美孚技術報告57號
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