弹性体
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《工艺评价和研究规划》服务 – 聚烯
烃弹性体
综述
热塑聚烯烃弹性体是聚合物或聚合物混配料，当高于熔化温度时，显示出能
形成制品的热塑性能，并在设计温度范围内，拥有制造时不经交联的弹性性能。
尽管这些材料是热塑性的，它们体现出类似于交联橡胶的弹性。热塑聚烯烃弹性
体提供了很好的性价平衡。其硬度范围广，具有杰出的抗化学酸性、碱性和其它
水性介质的能力，尽管接触碳氢化合物流体会造成肿胀，但他们具有良好的性能
保留能力。其使用温度范围是-60到275 华氏度（-50到135 摄氏度）；硬度范
围为35肖氏A到50肖氏D。
热塑聚烯烃弹性体能够在塑料机械上加工，行业模塑商愈益使用热塑聚烯烃
弹性体以大幅节省成本。用于这些材料的热塑模塑和挤出工艺避免了传统橡胶模
塑商使用的交联步骤。因此，通常需要数小时的循环时间可以在20秒内完成。
可以用于热塑聚烯烃弹性体的各种性能包括：定制颜色、比重调整、抗静电
和抗导电改性、阻燃性能、抗紫外线性能、抗菌剂增强、抗磨润滑、过度模塑的
改性基材粘结。
原位聚合TPOs
原位TPOs指在反应器中生产的含22%-55%乙烯的聚烯烃材料；所有其它的
组分基本上是丙烯。在某些情况下，乙烯含量低达10%，不过多数原位TPOs是
22-55重量百分数的乙烯。少量其他的共聚单体，如辛烯或丁烯也可能出现以提
供独特的功能性。低于22%乙烯的丙烯聚合物比较硬，其弹性性能通常不好——
本报告中称作为抗冲聚丙烯。含有55%乙烯以上的聚合物很软，其弹性性能也较
差——称作为塑性体。
原位TPO应用包括下述领域，其中汽车应用是最大的领域，占全球原位TPO
需求的75%。
汽车（外部和保险杆、冲击碰撞调节器、内部防撞头边饰，引擎防撞、包
壳、线束和档风雨条等）
建筑（屋顶应用、装饰片材、防护片材）
医学（流体袋、瓶等）
食品包装（包装膜、收缩膜、密封材料等）
PP弹性改性剂（用于混配物、仪表盘、内墙等）
其它各种终端用途
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原位聚合TPOs， 即在特殊聚丙烯反应器中生产的材料，在某种程度上同混
配TPOs相竞争。然而，高弹性体含量的原位TPOs难于生产，必须添加高含量的
其它添加剂，尤其是炭黑之类的着色剂。这样就从很大程度上将原位TPOs降级
到低乙烯含量的用途，或在加工时容易分散其他组分的用途。在加工前无需混配
TPO的情况中，原位材料用于减低成本，增加终端用途价值。用原位材料替代混
配TPOs似乎已经大行其道。
混配热塑烯烃塑料(TPOs)
混配TPOs通常含20%-40%弹性体，如抗冲聚丙烯中的EPDM或POE（典型例
子是35%EPDM或POE）。它们通过聚合后混配步骤得到。
当聚丙烯树脂加工前着色或改性时就产生了混配TPOs。混配行为开始时通
常作为树脂供应商的一项义务，在世界许多地方依然作为树脂产商的义务（如日
本、韩国、西欧）。但是，在其它地区，新的企业实体进入混配业，加剧了竞争
性，大宗混配料更是如此，因而产生一批专业公司，占据了价值链的这一部分。
本研究涉及自供料和独立型聚丙烯混配业的目前状态见图1。
尽管聚丙烯树脂厂商开发了混配技术和市场，但是他们在慢慢地让位于独立
的混配商，尤其是在不能经济有效地生产混配TPOs时。小批量混配是混配业的
一部分，依赖于低成本劳力，在这方面，有工会组织的或高技能和高薪劳力的树
脂生产商可能处于明显的弱势。
图1 混配业的演变
独立的混配商是生机勃勃的公司，具有承包商的特点，很有成本竞争性，活
跃于地方舞台。除了混配外，许多独立混配商也从事其它服务，如分销（拆整为
零）和来料加工（按固定收费混配他人提供的树脂）。除了混配外，多数混配商
是非标树脂的买家，有时将部分材料转售予他人。
混配商责任的划分是需要进一步解释的有趣的方法。最简单的是，混配商只
对使用基础聚合物、添加剂以及客户提供的配方混配生产TPO负责。其次是定制
混配，混配商负责购买部分乃至所有添加剂和进行加工。普通牌号是混配商生产
的混配TPOs，通常以自己的品牌作为整个生产线的一部分出售，尽管配方已在
业界众所周知。最后是专有混配，由混配商和最终用户共同开发一种按配方制造
的TPO，该TPO符合最终用户规定的要求或标准。
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混配业将继续面临动态的未来。对混配TPO的需求继续以每年4%-6%的比率
增长。
热塑硫化橡胶(TPVs)
热塑硫化橡胶(TPVs)通常含60%-70%EPDM和30%-40%抗冲聚丙烯。这些产品
交联水平较低，不过却是真正的热塑材料。TPVs具有上好的强度、高温机械性
能、耐热油和溶剂能力，比部分固化材料具有更好的压缩永久变形。这些材料几
乎总是“动态固化”，即橡胶相在与熔化的非交联塑料熔混时得到硫化。当橡胶
在与聚丙烯混合之前固化时，发生的是静态固化。
需求可望进一步增长，尤其是在汽车密封领域，TPVs在不太苛刻的（如静
态的）模制窗封方面正在替代EPDM。然而，压缩永久变形依然是更为苛刻的应
用如门封的一个问题。目前的市场趋势是开发更软的材料。
TPVs具有硫化橡胶的许多弹性性能，可以用传统的热塑性加工设备模塑或
挤出。TPVs从独特的似乎不相容结构的物理网获得性能，这种结构通过化学键
接共存。这些结构一般称作为软嵌段和硬嵌段组分。由于硬软嵌段种类繁多、嵌
段率、聚合物线性度、结晶度以及聚合和交联度，这些材料性能纷呈各异。通过
与硫化橡胶、有机硅或其它组分的共混和混配，性能可以进一步变化。
软嵌段为无定型橡胶，类似弹性体组分。硬嵌段的熔点或玻璃化转变温度高
于常温，形成结构域，防止塑料变形，提供常用温度下的拉伸强度。在熔融加工
温度下，硬嵌段成为流体，聚合物在压力下流动。一经冷却，硬嵌段再次形成固
体化的结构域。
聚烯烃弹性体(POE)
POEs含有65%的乙烯和35%的辛烯-1、己烯-1或丁烯-1。这些产品通过茂金
属催化剂生产，作为TPOs中的弹性部分或聚合物改性剂使用。
所有混配TPOs原先均为PP/EPDM共混物。然而，POEs已经快速取代了EPDM，
现在约占混配TPOs中弹性体含量的三分之一。预计在有能力更好地改变终端用
途性能（POEs用茂金属催化剂生产，因此其性能可以容易地改变），操作方便
（POEs是粒料形式，而EPDM通常捆成包），总体成本降低（捆包比粒料更加劳
动密集型）的基础上，EPDM将进一步被替代。
这些新的聚烯烃弹性体(POEs)，本质上是分子量非常低的线性低密度聚乙烯
(VLMW-LLDPE)。作为聚合催化剂技术进步的产物，这些材料原先开发的目的
是改进软包装薄膜的特性。近来，这些POEs作为低成本的橡胶取代物，被用于
某些对模塑制品的要求不怎么苛刻的用途。这主要包括那些不会接触极端的温
度、压力、负载或应力环境的产品。在模塑制品方面，POEs被用于那些多多少
少希望有一点挠性或触觉感的场合。
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经济性
假定原位TPO聚合装置每年运行8,000小时，而混配装置假设每天运行24
小时，每周运行5天。这种利用周末做维护以满足高需求周期的做法在行业中具
有代表性。开工率为96%，因此混配线每年运行6,000小时。假定TPOs边角料
为1.5%,TPVs边角料为2.0%。公用工程主要是电力，尽管每吨3美元的常量作
为其它公用工程如工艺水的成本。
进行了下列TPOs的生产成本分析:
混配TPO
原位TPO (Catalloy)
原位TPO （斯菲里坡尔法Spheripol）
TPV
POE
从经济分析概要中可以明显看出这些由原位工艺（Catalloy和Spheripol）
生产出来的材料成本大大低于混配TPOs、TPVs和POEs。这就是原位材料之所以
能在合适的应用范围快速取代混配产品的原因。本报告显示的经济分析没有包括
应用开发或技术支持成本，这些成本很大程度上取决于应用。
市场分析
本报告提供了到2011年原位TPOs、混配TPOs、TPVs和POEs的地区需求分
析。
报告仅供购买公司或其子公司排他地使用。
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