Page 90 - 《橡塑技术与装备》2017年17期（9月橡胶版）
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橡塑技术与装备（橡胶）                              CHINA RUBBER/PLASTICS  TECHNOLOGY  AND EQUIPMENT (Rubber)


           贵的真空系统以及挥发物与污染物的分离过程。                             和 EPDM 在挤出机头几个机筒中被热融化混合，按照
               第五点 ：螺杆的结构具有可控的返炼功能，在连                        材料配合比率，EPDM 连续相或 EPDM/PP 共混物的
           续混炼作业时使产品更加均匀一致。                                  双连续相构成互穿聚合物网络（IPN）。
               第六点 ：由于机筒与螺杆部件结构和挤出设计使
           挤出机具有灵活的挤出系统，使得给料顺序、停留时
           间分布都可以按客户要求设定。
               与所有系统一样，反应性挤出机也有要改进的地
           方，首先由于挤出机本身长度的限制以及从加工经济
           性考虑，供反应的总停留时间被限定在 1~3 min 之内。
           例如 1 个机筒长径比（L/D）为 56 的 ZSKMV（外直                     1— 橡胶研磨机 ； 2—EPDM ； 3—PP ； 4— 填料 ； 5— 添加剂 ；
           径 / 内直径 =1.8）挤出机有约 70 L 的容积。如果整个                    6— 侧面真空喂料机 ； 7— 增塑剂，交联剂 ； 8— 替代增塑剂 ；
                                                                       9— 齿轮泵（任选）； 10— 水下造料机
           机器充满胶料，在 3  min 的停留反应时间里，其产量
                                                                         图 1 生产 TP-V 的典型配置
           约为 1  400  L/h 或 1  400  kg/h（对于密度等于 1 的产
                                                                 加入交联剂后，就会混入 EPDM/PP 融合体中，
           品）。在通常为 50% 装料量时，生产能力为 700  L/h。
                                                             并开始与 EPDM 交联。由于 EPDM 在高剪切动态加
           与之相比，在同一设备中将材料配合的停留时间设定
                                                             工中被持续交联，从 EPDM 是一个连续相或共连续相
           为 20 s 或更短，则其生产能力会达到 6 300 L/h。其次，
           随着反应的继续与黏度的增加，自由基终止更快，这                           的状态到 PP 是一个连续围绕交缠的 EPDM，成一连
                                                             续共混的（胶料）系统。
           导致了在较低分子量时就结束了反应。再有，从实验
                                                                 TP-V 反应性挤出加工的主要生产优势之一是它
           型挤出机按比例放大到生产型设备时，由于有较高的
                                                             不仅可生产一种产品，而是能生产出一系列（家族）
           放热反应而限制热传递。挤出机内体积长径比常数按
                                                             产品。配方中 EPDM 与 PP 份额可轻易进行调整，以
           其直径的立方计算，而表面区域热传递是按其直径的
                                                             改变产品的弹性与硬度。另外，加入交联剂的份额和
           平方计算。
                                                             与交联剂一起加入的增塑油数量都会影响到产品的热
                         表 1 反应性挤出系统
                                                             变形温度（HDT）和硬度。如果 EPDM 有太高的交联
                 产品          喂入原料交联剂          反应类型
            TPV ：（PP/EPDM)      交联剂            自由基           度，则橡胶将具有更高的弹性，因而也就有较低的热
            接枝共聚物 ：PP-g
                 -MA         MA+ 过氧化氢          自由基           变形温度。
            聚甲基丙烯酸甲酯         甲基丙烯酸酯       自由基（链终止反应）             TP-V 反应性挤出机加工的另一个优势是高扭矩
              热塑性聚氨酯        多元醇，异氰酸酯          加聚反应
                聚酰胺 6          已内酰胺          离子聚合反应          挤出机的应用，当与非交联 TPO 材料对比时，TP-V
               Polyarylate  双酚 A，邻苯二甲酸        缩聚反应
                                                             加工需要更大的单位机械能（SME）。例如，热塑性
                聚芳酯        三聚甲醛，共聚单体         离子聚合反应
            苯乙烯马来酸酐共聚物      苯乙烯，马来酸酐          加聚反应           聚烯烃弹性体（TP-O）的 SME 典型范围在 0.10~0.17
                                                             kW . h/kg 之间。较低的 SME 应当是有较高油和填料
           2 反应机理                                            份额的配方。另外，TP-V 配方的典型 SME 范围是在
               最普通的自由基反应挤出过程就是动态硫化，即
                                                             0.16~0.4  kW . h/kg 之间。通常，与 TP-O 对比，由于
           短链或单个分子转移和聚丙烯减黏裂化。长链分子在
                                                             需要更长时间和更高强度的混合加工以充分交联和分
           制备聚合物的小型挤出机中已被聚合，例如聚甲基丙
                                                             散 EPDM，它们要求更大的 SME 消耗。例如，胶料
           烯酸甲酯（PMMA），它被接枝进行到橡胶主链中，
                                                             硬度 90 的配方，可能需要 0.33~0.40  kW . h/kg 之间的
           同样在 EPDM 存在时，苯乙烯丙烯腈（SAN）聚合可
                                                             SEM 消耗。而邵尔硬度 67 的另一不同胶料配方仅需
           制备饱和弹性主链的 ABS 型产品。
                                                             要 0.18~0.20 kW . h/kg 之间的 SME 消耗。可见需要更
           2.1 动态硫化 ： TP-V                                   高 SME 的类似邵尔 A 硬度的配方与其低油份额和高
               图 1 示 出 了 以 TP-V 为 基 的 EPDM/PP（ 即 以
                                                             黏度（分子量）EPDM 和 PP 相符合。
           EPDM 作为橡胶相，PP 作为连续相的共混物）的典型
                                                                 一个典型的 0.4 kW . h/kg 的 SME 消耗可能限制了
           组合。先将 PP 和 EPDM 和少量填料喂入挤出机，PP
                                                             生产率，如此高的 SME 消耗以致于无法进行经济性的

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