热塑性橡胶TPV与橡胶的粘接性能

从环境效益和降低成本的角度来看，热塑性弹性体(TPV)已被广泛应用于许多工业应用，特别是汽车密封的应用。在这种情况下，TPV与硫化胶之间的粘接性能是非常重要的。本文研究了TPV与硫化胶粘接的影响因素。

1.导言

TPV由于在生产过程中具有环保效益和降低成本等优点，在汽车应用中得到了广泛的应用。环保效益包括减重、可回收、安全的固化、节能等。与硫化橡胶相比，其工艺简单，生产效率高，降低了成本。TPV技术被认为是提高生产力和性能的技术。

以乙丙橡胶(EPDM)和聚丙烯(PP)为基础的TPV粘结材料，主要用于玻璃转角、车门密封角、防水、端盖、车身焊接等汽车密封领域。

2.粘附的关键因素

如上文所述，采用TPV作为转角部件和EPDM用于直件的密封件可以通过注接成型来生产。此时，TPV与固化的EPDM通过热熔键合结合。TPV与固化的EPDM之间粘附的关键因素是什么？图2中的TEM显微照片显示了TPV与固化的EPDM的粘附界面。如图所示，TPV界面处存在PP相。考虑到上述情况，TPV和固化的EPDM的粘结力似乎受到以下三个因素的影响：

PP的性能

TPV的形态

固化的EPDM的表面条件。

以下是这三个因素的详细说明。

figure 2

2.1 PP的性能

在这一部分中，我们研究了聚丙烯的性能，如结晶度和分子量，对粘结特性的影响。表2汇总了详细信息。在此，通过PP的注接成型和固化的EPDM制备试样。用透射电镜(TEM)观察了PP与EPDM界面的形貌。图3显示了PP结晶度对形貌的影响，暗区EPDM相，亮区PP相。结果表明，PP的结晶层渗透到EPDM中。此外，发现PP的结晶度影响结晶层的数量和对EPDM的渗透深度。低结晶度PP比高结晶度PP具有更多的结晶层和更深的穿透深度。这些结果表明，在注接成型过程中，熔融的低结晶度PP比高结晶度PP更深入地渗透到固化的EPDM中。

表 2

总之，低结晶度PP比高结晶度PP更容易渗透到固化EPDM中，从而提供了更高的附着力。图4显示了低结晶度PP的分子量对其形貌的影响。结晶层的穿透深度与PP的分子量无关。另一方面，PP分子的纠缠度随着分子量的增加而增大。结果表明，PP的缠结度增加，使其与固化的EPDM具有较强的附着力。

2.2 TPV的形态

研究了TPV的形态对粘接性能的影响。表3汇总了示例详细信息。TPV 1表现为EPDM颗粒的粗分散，粘接强度较弱。TPV 2表现了EPDM良好的分散形态，粘接强度较强。为了研究TPV中EPDM分散相的影响，我们用原子力显微镜（AFM）观察了TPV与EPDM的界面（图5）。从AFM照片可以看出，TPV通过界面上的PP相与固化的EPDM结合。结果表明，具有良好分散形态的TPV 2的粘接面积比表面粗糙的TPV 1更大、更均匀。结果表明，均匀分散的EPDM形态可以提高TPV与固化EPDM界面之间的粘着性。因此，TPV 2具有更高、更稳定的粘附特性。

2.3固化EPDM的表面状况

如前所述，固化致密的EPDM的表面比固化的EPDM海绵表面光滑。本部分研究了EPDM的表面粗糙度对粘结性能的影响。图6显示了在实验中使用的EPDM的表面粗糙度。

3.结果

研究了影响TPV粘结和固化致密EPDM的因素。因此，研究表明，以下几点对于提高TPV与EPDM之间的粘合强度是非常重要的。

PP的结晶度和分子量：

熔融低结晶度PP深入固化EPDM相，且随着PP分子的增加，PP与固化EPDM有较强的附着力。

TPV的形态：

TPV中均匀分散EPDM的形态增加了附着力。

EPDM粗糙度：

EPDM表面孔隙数的增加，提高了物理锚固效果。

基于本研究的结果，我们开发出了与EPDM粘结性能极佳的TPV 1300系列。

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本文源自：TPEMAGAZINE，由美特高端TPV工程师翻译。