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那是一個(gè)陽(yáng)光明媚的午后,實(shí)驗(yàn)室里彌漫著淡淡的化學(xué)氣息。工程師小李正對(duì)著一臺(tái)高速混合機(jī)發(fā)呆,手中的配方表已經(jīng)被他翻得起了毛邊。他的任務(wù)是優(yōu)化一款熱塑性彈性體(tpe)的硫化體系,使其在保持柔軟的同時(shí)具備更高的耐溫性和機(jī)械強(qiáng)度。
“這玩意兒怎么老是氣味大得像輪胎廠?”小李皺著眉頭嘟囔了一句。
就在這時(shí),一個(gè)同事神秘兮兮地遞給他一個(gè)小瓶子,上面貼著標(biāo)簽:“無(wú)味dcp”。
“試試這個(gè)?!蓖抡UQ?,“它可能會(huì)讓你愛(ài)上硫化。”
小李半信半疑地接過(guò)瓶子,仿佛握住了命運(yùn)的鑰匙。于是,一段關(guān)于無(wú)味dcp(過(guò)氧化二異丙苯)與熱塑性彈性體之間的奇妙旅程,悄然拉開(kāi)序幕……


熱塑性彈性體(thermoplastic elastomer, tpe)是一類既具有塑料加工性能又具備橡膠彈性的新型高分子材料。它們可以在加熱時(shí)軟化成型,冷卻后固化定型,反復(fù)使用而不會(huì)顯著劣化。
常見(jiàn)的tpe類型包括:
| 類型 | 英文縮寫(xiě) | 特點(diǎn) |
|---|---|---|
| 苯乙烯類 | tps (如sbs、sebs) | 柔軟、易加工、透明度高 |
| 聚氨酯類 | tpu | 耐磨、高強(qiáng)度、耐油 |
| 聚烯烴類 | tpo | 成本低、耐候性強(qiáng) |
| 聚酯類 | tpee | 高溫性能好、耐疲勞 |
| 聚酰胺類 | tpv | 耐高溫、耐溶劑 |
這些材料廣泛應(yīng)用于汽車密封條、醫(yī)療導(dǎo)管、運(yùn)動(dòng)鞋底、手機(jī)殼等領(lǐng)域,可以說(shuō),現(xiàn)代生活的方方面面都離不開(kāi)它們的身影。


雖然tpe被稱為“熱塑性”彈性體,但其中一部分(如tpv、某些改性tpo)仍需要通過(guò)硫化來(lái)增強(qiáng)其交聯(lián)結(jié)構(gòu),從而提升力學(xué)性能和耐久性。
傳統(tǒng)的硫化方式通常采用硫磺或過(guò)氧化物作為交聯(lián)劑。然而,傳統(tǒng)硫化劑往往存在以下問(wèn)題:
因此,尋找一種高效、環(huán)保、無(wú)味的硫化體系成為行業(yè)亟需解決的問(wèn)題。


dcp全稱過(guò)氧化二異丙苯(dicumyl peroxide),是一種常用的有機(jī)過(guò)氧化物,廣泛用于橡膠和塑料的交聯(lián)反應(yīng)中。其化學(xué)式為 c??h??o?,結(jié)構(gòu)如下:
ch3 ch3
/
c-o-o-c
/
ch3 ch3
dcp在加熱條件下分解產(chǎn)生自由基,引發(fā)聚合物鏈間的交聯(lián)反應(yīng),從而提高材料的強(qiáng)度、耐熱性和耐老化性。


盡管dcp在交聯(lián)效率上表現(xiàn)出色,但它也存在一些令人頭疼的問(wèn)題:
這些問(wèn)題使得傳統(tǒng)dcp在食品接觸、醫(yī)療、高端消費(fèi)品等對(duì)氣味要求苛刻的領(lǐng)域難以施展拳腳。


為了克服上述缺點(diǎn),近年來(lái)市場(chǎng)上出現(xiàn)了改良版的“無(wú)味dcp”,它是通過(guò)對(duì)dcp進(jìn)行微膠囊包覆、添加除味劑或改進(jìn)生產(chǎn)工藝等方式處理后的產(chǎn)物。
| 特性 | 傳統(tǒng)dcp | 無(wú)味dcp |
|---|---|---|
| 氣味 | 明顯酚味 | 幾乎無(wú)味 |
| 加工安全性 | 中等 | 高 |
| 分解溫度 | 150~170℃ | 可調(diào)范圍更廣 |
| 殘留物 | 多 | 少 |
| 成本 | 較低 | 稍高 |
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 工業(yè)級(jí) | 醫(yī)療、食品、消費(fèi)電子 |



小李決定以sebs為基礎(chǔ)樹(shù)脂,配合pp(聚丙烯)、油類增塑劑及填料,構(gòu)建一套典型的tpe共混體系,并嘗試不同種類的硫化體系進(jìn)行對(duì)比。
| 材料 | 型號(hào)/來(lái)源 | 作用 |
|---|---|---|
| sebs | kraton g1657 | 基體樹(shù)脂 |
| pp | j845 | 提供剛性結(jié)構(gòu) |
| 環(huán)烷油 | naphthenic oil | 增塑劑 |
| 滑石粉 | talc 3000目 | 填料 |
| 抗氧劑 | irganox 1010 | 抗老化 |
| 硫化劑 | 傳統(tǒng)dcp vs 無(wú)味dcp | 交聯(lián)體系 |
| 測(cè)試項(xiàng)目 | 傳統(tǒng)dcp體系 | 無(wú)味dcp體系 |
|---|---|---|
| 拉伸強(qiáng)度(mpa) | 12.3 | 12.1 |
| 斷裂伸長(zhǎng)率(%) | 520 | 510 |
| 邵氏a硬度 | 70 | 69 |
| 熱空氣老化(120℃×24h) | 黃變+2級(jí) | 黃變+1級(jí) |
| 氣味等級(jí)(0-5) | 3.5 | 1.0 |
注:氣味等級(jí)由5人小組盲測(cè)打分,0為無(wú)味,5為強(qiáng)烈異味。
從數(shù)據(jù)來(lái)看,無(wú)味dcp在力學(xué)性能方面幾乎與傳統(tǒng)dcp持平,甚至在熱穩(wěn)定性方面略有優(yōu)勢(shì),且氣味大幅降低,完全可以滿足高端客戶的需求。
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從數(shù)據(jù)來(lái)看,無(wú)味dcp在力學(xué)性能方面幾乎與傳統(tǒng)dcp持平,甚至在熱穩(wěn)定性方面略有優(yōu)勢(shì),且氣味大幅降低,完全可以滿足高端客戶的需求。


某醫(yī)療器械公司希望開(kāi)發(fā)一款可用于嬰兒吸奶器配件的tpe材料,要求無(wú)味、無(wú)毒、可高溫滅菌。
采用無(wú)味dcp硫化的tpe體系成功通過(guò)了iso 10993生物相容性測(cè)試,并獲得fda認(rèn)證。產(chǎn)品投放市場(chǎng)后,用戶反饋良好,尤其稱贊其“沒(méi)有醫(yī)院消毒水的味道”。
隨著新能源汽車的發(fā)展,車門(mén)密封條不僅要耐高低溫、耐老化,還要求低voc排放和低氣味。
某主機(jī)廠在使用無(wú)味dcp硫化的tpv密封條后,整車氣味評(píng)分從3.2降至1.5(滿分5),成為同級(jí)別車型中的佼佼者。
一家知名玩具品牌在其新款積木中采用了無(wú)味dcp交聯(lián)的tpe軟質(zhì)部件,不僅通過(guò)了en71和reach標(biāo)準(zhǔn),還在消費(fèi)者調(diào)研中獲得了“手感柔軟、味道清新”的高度評(píng)價(jià)。


以下是幾種常見(jiàn)無(wú)味dcp產(chǎn)品的基本參數(shù)對(duì)比(部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)自公開(kāi)資料):
| 產(chǎn)品名稱 | 生產(chǎn)商 | 分解溫度(℃) | 推薦用量(phr) | 氣味等級(jí) | 典型應(yīng)用 |
|---|---|---|---|---|---|
| perkadox bc-ff | akzonobel | 160~180 | 1.0~2.0 | 1.0 | 醫(yī)療、食品包裝 |
| luperco 101xl | arkema | 150~170 | 0.8~1.5 | 1.5 | 汽車、消費(fèi)電子 |
| di-cup r | dic | 155~175 | 1.0~2.5 | 1.2 | 運(yùn)動(dòng)器材、兒童用品 |
| 國(guó)產(chǎn)無(wú)味dcp | 華北化工 | 150~170 | 1.0~2.0 | 1.8 | 家電、日用品 |
phr = parts per hundred resin,即每百份樹(shù)脂中的份數(shù)。


隨著歐盟reach法規(guī)、美國(guó)fda、中國(guó)gb系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)vocs和氣味的限制日益嚴(yán)格,無(wú)味dcp將成為未來(lái)tpe硫化領(lǐng)域的主流選擇之一。


在這個(gè)追求品質(zhì)與體驗(yàn)的時(shí)代,材料科學(xué)家們就像是一位位“嗅覺(jué)藝術(shù)家”,在性能與氣味之間尋找那個(gè)完美的平衡點(diǎn)。
無(wú)味dcp的出現(xiàn),不僅是技術(shù)的一次躍遷,更是對(duì)人類感官尊重的一種體現(xiàn)。它告訴我們,好的材料不僅要有“力”,還要有“心”。
正如法國(guó)化學(xué)家路易·巴斯德所說(shuō):
“科學(xué)是沒(méi)有國(guó)界的,因?yàn)橹R(shí)屬于全人類?!?
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而在我們這個(gè)時(shí)代,這句話或許可以改寫(xiě)為:
“優(yōu)秀的材料,也應(yīng)該屬于每一個(gè)對(duì)生活有追求的人。”
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關(guān)鍵詞:熱塑性彈性體、tpe、硫化、dcp、無(wú)味交聯(lián)劑、橡膠科技、新材料發(fā)展、環(huán)保配方
下期預(yù)告:我們將深入探討《uv交聯(lián)在tpe中的應(yīng)用》,敬請(qǐng)期待!
文案撰寫(xiě):材料科普小分隊(duì)
更新時(shí)間:2025年4月5日
地點(diǎn):材料世界