熱塑性硫化橡膠（TPV）正在越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域替代傳統(tǒng)的硫化橡膠。TPV已經(jīng)成為應(yīng)用增長最快，也最具發(fā)展前途的高分子材料品種之一。
環(huán)保新品崛起市場
由于比聚氯乙烯（PVC）更環(huán)保，比三元乙丙橡膠（EPDM）更具加工優(yōu)勢，隨著資源能源日益緊缺、環(huán)境保護(hù)要求更加嚴(yán)格，TPV用量正在迅速增加。在汽車、建筑、電子電氣、醫(yī)療機(jī)械、生活及文體用品等領(lǐng)域的拉動(dòng)下，TPV全球的消耗量從2006年的22萬噸快速上升到2008年的30萬噸，同時(shí)國內(nèi)消耗量也從1萬噸升至2萬噸。今后我國TPV市場需求的年均增長率還將達(dá)到15%-20%。
據(jù)北京化工大學(xué)張立群教授介紹，TPV材料兼具高彈性和熱塑性，是一種可重復(fù)加工、使用和回收的先進(jìn)綠色彈性體材料，可以部分或全部替代常用的中高性能傳統(tǒng)熱固性橡膠材料，如丁苯橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠等。與傳統(tǒng)橡膠材料相比，TPV材料不需要混煉和硫化兩個(gè)能耗較高的工藝過程，即可直接加熱成型制造橡膠產(chǎn)品，加工能耗可降低25%以上，且邊角廢料接近于零，制品可回收再利用。目前，TPV材料已經(jīng)應(yīng)用于除輪胎之外的許多橡膠制品上，對(duì)于從源頭上解決廢棄熱固性交聯(lián)橡膠的回收與再利用這一世界性難題具有重要意義。
汽車應(yīng)用飛速增長
據(jù)介紹，TPV的最大應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槠嚺浼圃煨袠I(yè)，可以制成擋風(fēng)玻璃密封條、側(cè)邊反射鏡的密封、遮陽篷的密封材料，也可以應(yīng)用在空氣通風(fēng)管、軟管、防護(hù)罩、防震座墊、軸套等發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)配件上，還可以在剎車部件 (皮碗、皮圈)和消音部件等部件上一顯身手。隨著汽車向高速、安全、舒適、節(jié)能、環(huán)保、長壽命及輕量化發(fā)展，汽車部件特別是汽車密封系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)等采用TPV取代傳統(tǒng)的熱固性硫化膠的呼聲越來越高。
現(xiàn)在，世界汽車工業(yè)已經(jīng)對(duì)整車可回收性提出要求，并開始強(qiáng)制執(zhí)行采用熱塑性彈性體（TPE）替代熱固性橡膠材料的國際標(biāo)準(zhǔn)。比如歐盟議會(huì)和理事會(huì)2000年9頒布了代號(hào)為2000/53/EC的報(bào)廢汽車回收指令，規(guī)定到2006年歐盟各成員國每輛報(bào)廢汽車平均至少有85%的質(zhì)量能夠被再利用，其中材料回收率至少為80%；2015年時(shí)，這兩項(xiàng)指標(biāo)將分別提升至95%和85%。日本從2005年1月1日起正式實(shí)施 《汽車循環(huán)利用法》，要求汽車廠商必須負(fù)責(zé)對(duì)報(bào)廢車的氟利昂、氣囊和汽車碎屑進(jìn)行接受、再生利用和適當(dāng)處理。美國環(huán)境保護(hù)總署負(fù)責(zé)制定汽車回收業(yè)的相關(guān)法律法規(guī)，目前美國95％的廢舊汽車得到回收，每輛回收車上被再利用的零部件質(zhì)量超過該車總質(zhì)量的大約75％。由于TPV是汽車用量最大的一類TPE，因此預(yù)計(jì)2010年全球TPV總需求將達(dá)到45萬噸。截至今年11月，國內(nèi)汽車產(chǎn)量已經(jīng)突破1000萬輛，加之國內(nèi)汽車行業(yè)回收標(biāo)準(zhǔn)正在向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏，預(yù)計(jì)今年國內(nèi)TPV的用量將突破2.8萬噸，今后幾年國內(nèi)汽車行業(yè)對(duì)TPV的年增長率將超過25%。
行業(yè)發(fā)展技術(shù)爭先
此外，TPV還是解決高速列車噪音問題的關(guān)鍵材料，可大大提高高速列車的舒適性；高硬度、高韌性、抗紫外線老化的TPV也已成功應(yīng)用在高速公路隔離帶上，給高速公路帶來更為安全的行車環(huán)境；共混型TPV用于防水卷材生產(chǎn)，能解決三元乙丙橡膠防水卷材施工過程中大量有機(jī)黏合劑造成嚴(yán)重污染環(huán)境和卷材搭縫處防水密封可靠度低的問題，延長重點(diǎn)工程設(shè)施的使用壽命，顯著降低翻修成本。隨著國家大規(guī)模基礎(chǔ)建設(shè)的逐漸展開，TPV的用量也會(huì)快速增加。
然而，生產(chǎn)TPV的技術(shù)涉及界面科學(xué)、交聯(lián)科學(xué)、斷裂與破碎科學(xué)、動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)以及流變學(xué)和化學(xué)工程學(xué)等領(lǐng)域，是當(dāng)前最為復(fù)雜也最難控制和實(shí)現(xiàn)的一種反應(yīng)加工技術(shù)。由于制造技術(shù)非常復(fù)雜，難度很高，至今也只有美國AES、荷蘭帝斯曼等極少數(shù)公司擁有該技術(shù)。國內(nèi)北京化工大學(xué)、青島科技大學(xué)、中科院長春應(yīng)用化學(xué)所、湖北大學(xué)等多家單位自上世紀(jì)80年代就開始研究TPV相關(guān)理論和制備技術(shù)，2004年山東道恩集團(tuán)采用北京化工大學(xué)技術(shù)，建立了3000噸級(jí)高性能TPV的動(dòng)態(tài)全硫化生產(chǎn)線，產(chǎn)品品質(zhì)與國外公司相當(dāng)，使我國從此躋身少數(shù)掌握制備TPV這一高難度技術(shù)的國家行列。目前，山東道恩集團(tuán)已經(jīng)擴(kuò)產(chǎn)到5000噸級(jí)的TPV生產(chǎn)線，明年還將建成1萬噸級(jí)的TPV生產(chǎn)線，進(jìn)入世界主要TPV生產(chǎn)商行列。此外，國內(nèi)還有10多家企業(yè)也生產(chǎn)TPV產(chǎn)品，但其產(chǎn)品質(zhì)量離汽車行業(yè)的要求尚有一定距離。