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高性能TPV适用于动态汽车密封系统 |
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作者：Advanced Elastomer, Juergen Gloeckler |
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在各种TPE材料中以TPV最能够与EPDM的TSR兼容。采用特种TPV材料可满足汽车密封件及密封系统的严格要求。鉴於传统型EPDM的TSR系统在性能方面有一定的局限，若汽车工业把新的需求转化为更高效率的革新型密封系统，将会增加TPV的使用。
简介
热塑性弹性体（TPE）在各行各业中扮演着愈来愈重要的角色，尤其是汽车工业。TPE材料既具有优异的弹性橡胶特性（例如在广阔的温度范围内的抗压缩永久变形良好），又适合用於传统型热塑性加工，因此正在填补热塑性塑料和热固性橡胶(TSR)之间的鸿沟。
近年高效部件生产起着愈来愈关键的作用，使热塑性加工技术和机械设备亦应运而生。吹塑、挤塑和注塑领域的进步为部件复杂性、精密设计和系统整合开拓了广阔的发展空间，通过单套模块即可提供多种功能，如采用柔性TPE及刚性热塑性塑料的结合。热塑性机械硬件和高级模具的发展，结合新型电脑控制加工，使商业TPE应用在过去10年中保持两位数字的增长。
在汽车工业，优化的部件功能配合系统的经济效应的改善已成为供应链中每个参与者的基本要求，包括原车设备厂商（OEM）以致系统供应商和部件加工商。TPE材料具有极佳的热塑性加工效果、广阔的加工范围以及优良的工程特性，使之成为供应链中推动技术革新的首选材料。
在各类TPE材料中，以热塑性硫化橡胶（TPV）最重要及最具发展潜力。在其化学结构中，全硫化三元乙丙橡胶(EPDM)微粒在生产过程中细致地分布为PP矩阵中，使之在机械特性与热固性橡胶最为接近。TPV具有许多优点，主要包括：在广阔的温度?围内具有优良的压缩和压缩应力松弛，极佳的抗老化性能及良好的抗化学性能。
该产品最常用的名称为热塑性硫化橡胶(TPV)，另外又称为弹性体合金(EA)、动态硫化合金(DVA)、EPDM-X-PP(PP交联EPDM)；在日本通常被列为热塑性聚烯烃(TPO)材料。SantopreneTM 山都平TPV在这一材料系列居领先地位。
TPV在汽车密封系统的商机
目前，汽车中的密封件仍以TSR为主要材料，每辆车大约采用8~12kg不同类型的密封件型材。其中EPDM是最重要的弹性体，它与不同硬度的TSR材料混合後，可以提供密封系统所需的各种性能。
近年汽车工业对未来密封系统提出了附加要求，从而为工程性TPV作为传统TSR系统的替代材料提供了大好机会。目前所有汽车制造商均已认识到TPV适合用於密封件中取代TSR的优点，并要求供应商以TPV进行有关的设计。
由大型TSR密封材料供应商组成的传统供应链正在转变，同时革新系统供应商正重新调整其业务以确定作为密封材料供应商的地位。另一趋势是，大型TSR密封件系统供应商高度肯定其总产品组合里同时包括EPDM基系统和TPV系统的能力。
系统供应商网络目前处於变动的状态，市场上出现很多并购、合资和新建企业。
TPV的市场渗透情况
图示汽车中不同的密封件系统，原则上可分为静态密封件和动态密封件。大部分型材系统均采用挤塑成形，但是，随着系统设计整合和零部件性能提高，角造型和端盖等外形较复杂的注塑部件比例亦不断增加。
高性能密封系统的商机
ExxonMobil Chemical公司旗下的Advanced Elastomer Systems公司於2002年其TPV基材料已投入汽车密封系统的各种商用领域，新一代的TPV已展示在高难度密封件的应用领域代替TSR的能力。
动态玻璃窗导槽领域以日本最为先进，自1994年以来，St-Gobain/Sekurit等革新欧洲玻璃制造商推动以注塑和机械手挤塑技术制造TPV玻璃密封件。
在欧洲、北美和亚洲，车身内带线密封件是TPV的主要应用领域。其中，刚性PP材料作为实心底部（便於装配）与柔软低摩擦覆涂的TPV密封唇共挤，或与?用在线植绒或植绒带结合，可实现最佳的性能价格比。
典型的车身带线密封件，以滑石粉填充的PP密封，作为刚性部分易於装配，另柔软的TPV双密封唇与材加滑涂料共挤以降低摩擦系数。
TPV必须具备优越的长期密封性能，才能打入车身内外带线密封件和门框玻璃窗导槽密封件等应用领域。这些密封件用於半动态状态，换言之，车窗关闭时密封唇处於抑制状态，车窗打开时这抑制状态得以释放直至下一次车窗关闭。
对於密封系统而言，主要参数是密封力随着时间和温度的变化以及弹性回复的程度。TPV在改良弹性回复方面已有新的发展，效果亦令人满意。
原TSR型材系统必须重新进行设计以确保实现TPV最佳性能。建议代替材料不要采用1:1（完全相同）设计，以高性能密封材料配上合适的TPV的独特设计将是成功的关键。
为确保汽车门上的玻璃窗能够顺滑地上下移动，必须在所有动态密封唇使用低摩擦涂层，可采用多个不同方案：利用静电箱应用轴向纤维植绒，喷涂或共挤特种涂泥釉材料。特种涂泥釉材料的开发显示，在提供优良的耐磨性的同时可以设计最低的摩擦系数（COF）。
结论
在各种TPE材料中以TPV最能够与EPDM的TSR兼容。采用特种TPV材料可满足汽车密封件及密封系统的严格要求。鉴於传统型EPDM的TSR系统在性能方面有一定的局限，若汽车工业把新的需求转化为更高效率的革新型密封系统，将会增加TPV的使用，而新型TPV产品配合优化及合适的设计则是成功的关键。
随着密封系统供应链的快速变化，新产品、产品应用和设计等方面将获得领先TPV供应商的支持。Advanced Elastomer Systems公司已建立全球性专业化密封件的服务队伍，力求在汽车密封的应用领域加快转向TPV材料，帮助业界借着应用而获得更大的效益。 (end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(1/6/2006) |
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