此文献给所有弹性体人：聚烯烃类热塑性弹性体的具体分类及特性！
来源：周二聚烯烃发布时间：2020-01-03关注度：2886次
聚烯烃类热塑性弹性体（TPOs）是一类由聚烯烃塑料链段和聚烯烃弹性体链段组成的、兼具弹性和热塑性的共聚物或共混物。根据产品是否完全硫化，聚烯烃类热塑性弹性体可分为TPO和TPV两大类。TPO又可以根据生产方式细分为共混型TPO和合成型TPO。聚烯烃类热塑性弹性体具体分类请详见下图：
目前广泛应用的TPO材料，可以分为以下几种：
（1）共混型主要是由橡胶和聚烯烃构成，通常橡胶组分为三元乙丙橡胶，丁腈橡胶和丁基橡胶等，聚烯烃组分主要为聚丙烯和聚乙烯。
此类热塑性弹性体的典型代表是乙丙橡胶与结晶性聚烯烃共混型热塑性弹性体。早在1972年美国Uniroyal Chemical Company就推出了EPDM/PP部分动态硫化的机械共混物。
乙丙橡胶按其结晶度不同，分为无定形和部分结晶型两种类型。部分结晶性乙丙橡胶存在部分结晶的分子链段，分子间凝聚力很大，显示出硬段的性质，起到物理交联点的作用，表现出类似硫化橡胶的性能。直接共混法制备TPO时宜选用部分结晶型乙丙橡胶。与部分结晶型乙丙橡胶共混的聚烯烃树脂，通常为聚乙烯或聚丙烯。在聚乙烯中，以低密度聚乙烯效果最好。而最理想的聚丙烯树脂为全同立构聚丙烯。
共混型聚烯烃类热塑性弹性体的力学性能很大程度上决定于所选择的乙丙橡胶的性质。采用较高乙烯含量，较高结晶度的乙丙橡胶，可以得到较好拉伸强度的制品，而采用低结晶度的乙丙橡胶可以获得低硬度的产品。
该方法工艺简单，成本低，但由于橡胶组分含量低，耐热性、耐油性、耐高温永久变形性和弹性较其他方法生产的TPO差，应用受到限制，常用于汽车部件及家用电器等行业。
（2）共聚型主要是乙烯与包括丙烯在内的α-烯烃共聚物。
采用Z-N催化剂可以合成具有部分结晶性能的乙烯与丙烯或α-烯烃共聚物或无规立构前段共聚物，这些聚合物虽然都具有热塑性弹性体的结构特征，但由于在催化剂效率、反应釜设计、聚合物处理和加工等方面的原因，还算不上真正产业化意义的聚烯烃类热塑性弹性体。真正实用价值的共聚型聚烯烃类热塑性弹性体的实现与茂金属烯烃聚合催化剂工艺技术的发展紧密联系。茂金属催化剂的优异共聚能力使得乙烯与长链α-烯烃共聚制备独特性能的材料成为可能。
此类材料的代表有茂金属乙丙共聚物、乙烯-辛烯共聚物。
（3）反应器型主要是指在丙烯聚合中，通过“反应釜内共聚”直接得到的聚丙烯/乙丙橡胶共混物。
反应器型聚烯烃类热塑性弹性体（RTPO）是丙烯聚合催化剂技术发展的重要成果。20世纪80年代初，意大利Himont公司在丙烯均聚、乙烯-丙烯共聚产生乙烯-丙烯无规共聚物后，再串联一个气相反应器用于生产HDPE，期望得到“低白点”共聚聚丙烯，但结果最后一步没有完成，研究结果发现，丙烯聚合物颗粒内部已被EPR填满，乙烯单体无法再与催化剂活性中心继续反应生成HDPE。后来Himont公司运用催化剂载体高度脱醇技术，制备出高孔隙率氯化镁载体型聚丙烯催化剂解决了这个问题，而且该技术可以对三维结构进行一定控制，进而控制聚合物粒子的结构。随后Himont公司对催化剂进一步改进，使得聚合物颗粒中可以容纳更多橡胶。
目前商业化的高孔隙率球形氯化镁载体型Z-N催化剂可以用来生产聚烯烃热塑性弹性体。在Spheripol聚合工艺中，用这种催化剂进行液相丙烯本体聚合可以得到球形聚丙烯粒子，具有内部多孔性的球形聚丙烯粒子可以作为反应器生成多项烯烃聚合物。该法得到的聚烯烃类热塑性弹性体省去了合成橡胶粉碎及共挤出过程，成本较低，目前正逐步代替混合型的聚烯烃类热塑性弹性体。
反应器型热塑性弹性体的一个重要种类就是抗冲共聚物，汽车工业是此类共聚物的消费大户。
（4）无规立构嵌段聚烯烃
无规立构嵌段聚烯烃（通过大分子内立构规整度的变化得到结晶链段和无定形链段，结晶链段形成物理交联区，无定形链段形成弹性段，如无规立构嵌段聚丙烯。
（5）接枝共聚物
接枝共聚物（在聚烯烃类橡胶主链上通过接枝聚合引入能聚集成玻璃化微区或结晶微区的支链。主链和支链在热力学上呈两相分离。常温下，其约束作用的支链相互聚集，形成物理交联区域，同时对聚合物其补强作用。温度上升时，约束成分失去聚集能力，呈现塑性流动。例如丁基橡胶接枝聚乙烯、乙丙橡胶接枝聚苯乙烯等。
（6）热塑性硫化胶（TPV）
热塑性硫化胶（TPV）通过动态硫化技术将弹性体与热塑性聚合物在热塑性塑料的熔点之上并在高剪切力作用下，均匀熔融混合过程中的硫化或交联。典型的是EPDM/PP动态硫化共混型橡胶。
