Термопластичный олефин , термопластичный полиолефин (ТПО) или олефиновые термопластичные эластомеры относятся к смесям полимера /наполнителя, обычно состоящим из некоторой доли термопластика , эластомера или каучука и, как правило, наполнителя . [1]
Наружные применения, такие как кровля, часто содержат ТПО, поскольку он не разрушается под воздействием солнечного УФ-излучения, что является распространенной проблемой для нейлонов . [2] ТПО широко используется в автомобильной промышленности .
Термопластики могут включать полипропилен (ПП), полиэтилен (ПЭ), блок-сополимер полипропилена (БЦПП) и другие.
Распространенные наполнители включают, хотя и не ограничиваются, тальк , стекловолокно , углеродное волокно , волластонит и МОС (оксисульфат металла).
Обычные эластомеры включают этиленпропиленовый каучук (EPR), EPDM (EP-диеновый каучук), этиленоктеновый (EO), этилбензол (EB) и стирол-этиленбутадиен-стирол (SEBS). В настоящее время существует большое разнообразие коммерчески доступных каучуков и BCPP. Они производятся с использованием региоселективных и стереоселективных катализаторов, известных как металлоцены . Металлоценовый катализатор внедряется в полимер и не может быть восстановлен.
Компоненты для ТПО смешиваются при температуре 210–270 °C с высоким сдвигом . Для получения непрерывного потока можно использовать двухшнековый экструдер или непрерывный смеситель, а для серийного производства можно использовать компаундер Banbury . Более высокая степень смешивания и дисперсии достигается в серийном процессе, но перегретая партия должна быть немедленно обработана экструдером для гранулирования в транспортабельный промежуточный продукт. Таким образом, серийное производство по сути добавляет дополнительный этап затрат.
Геометрия металлоценового катализатора будет определять последовательность хиральности в цепи, как в атактической , синдиотактической , изотактической , а также среднюю длину блока, молекулярную массу и распределение. Эти характеристики, в свою очередь, будут определять микроструктуру смеси.
Как и в металлических сплавах, свойства продукта TPO во многом зависят от контроля размера и распределения микроструктуры . PP и PE образуют пластинчатые кристаллиты, разделенные аморфными областями, которые могут расти в различные микроструктуры, начиная от монокристаллов из разбавленного раствора кристаллизации до волокнистых кристаллов и структур shish-kabob. Тонкие пленки из спокойных расплавов могут образовывать сферолитные ударные структуры, которые демонстрируют цилиндрически симметричное двулучепреломление. Компоненты PP и PE смеси составляют «кристаллическую фазу», а каучук и разветвленные цепи PE и концевые группы PE/PP дают «аморфную фазу».
Если PP и PE являются доминирующими компонентами смеси TPO, то фракция каучука будет диспергирована в непрерывную матрицу «кристаллического» полипропилена. Если фракция каучука больше 40%, инверсия фаз может быть возможна при охлаждении смеси, что приведет к аморфной непрерывной фазе и кристаллической дисперсной фазе. Этот тип материала не является жестким и иногда называется TPR (термопластичная резина).
Для повышения жесткости смеси ТПО наполнители используют явление поверхностного натяжения. Выбирая наполнитель с большей площадью поверхности на единицу веса, можно достичь более высокого модуля упругости при изгибе. Удельная плотность смесей ТПО варьируется от 0,92 до 1,1.
TPO легко перерабатывается литьем под давлением, экструзией профилей и термоформованием. Однако TPO нельзя выдувать или поддерживать толщину пленки менее 1/4 мил (около 6 микрометров).