POE和EPDM的结构、性能、工艺及应用对比

  POE和EPDM都是聚烯烃家族，但在分类上，EPDM是合成橡胶，POE却是热塑性弹性体，两者为何有这样的差异呢？下面一起看看它们的结构、性能、加工工艺以及应用。

  总的来说，POE与EPDM分子主链结构很相似，都具有耐老化、耐臭氧、耐化学介质等优异性能，而POE与EPDM相比，除硬度、耐磨性略低外，POE的各项力学性能均优于EPDM；加工工艺上，EPDM需要硫化，后续难以回收，POE就可以直接共混、注塑，废弃后也易于回收。

  EPDM的大分子主链是饱和的，EPDM的E就是指乙烯，P就是指丙烯，D就是指第三单元体（这里指二烯烃，两个双键），所以乙烯、丙烯以及二烯烃，各有一个双键参与到主链的聚合，最终形成一个饱和的主链。

  POE是一种乙烯-α-烯烃共聚弹性体，其中α-烯烃是指双键在分子链端部的单烯烃，目前已知商品化的种类有α-丁烯（4C）、α-己烯（6C）、α-辛烯（8C）、丙烯。

  POE从本质上来说，就是在支化聚乙烯，聚乙烯链结晶区起到了物理交联点的作用，而α-烯烃的加入削弱了聚乙烯链结晶区，成为具有橡胶弹性的无定型区，所以使POE具有弹性体的性质。

  典型的两种POE基本结构如图所示，A结构由乙烯和辛烯组成，辛烯有8个C，B结构由乙烯和丁烯组成，丁烯有4个C，这是所谓的8C和4C之分。

  EPDM的主链是由化学稳定的饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双键，故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异。

  三元乙丙本质上是无极性的，对极性溶液和化学物具有抗性，吸水率低，拥有非常良好的绝缘特性。

  主链非常柔顺，丙烯上边的一个侧甲基破坏了大分子紧密的排列结构，破坏了乙烯跟丙烯的结晶，使得EPDM有很好的回弹性。

  EPDM属于聚烯烃家族，具有极好的硫化特性。在所有橡胶当中具有最低的比重。它能吸收大量的填料和油而影响特性不大。因此能制作成本低廉的橡胶化合物。

  在三元乙丙橡胶生产的全部过程中，通过改变第三单体的种类和含量，乙烯丙烯比，分子量及其分布都能调整其特性。

  辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点，使其具备优秀能力的韧性又拥有非常良好的加工性；

  有很窄的相对分子质量分布和短支链，因而具备优秀能力的物理机械性能 (高弹性、高强度、高伸长率)和良好的低温性能；窄的相对分子质量分布使材料在注射和挤出过程中不易产生挠曲。

  其分子链是饱和的，所含叔碳原子相对较少，因而具备优秀能力的耐热老化和抗紫外线性能；

  三元乙丙橡胶需要经过密炼、拉片、过滤、压延（或挤出）成型、硫化等工序加工制作而成，制备工艺较为复杂。

  而POE有良好的加工性能，可采用热塑性塑料加工设施进行加工成型，成型加工温度和加工压力一般应略高一些，可在极高的加工速度下加工。

  除了注射成型、挤出成型，POE也可用压延机加工成板材或薄膜，并可吹塑成型等等。在工艺流程中，POE不需混炼和硫化，但能够最终靠交联提高拉伸强度、耐热性和耐化学品性能等。

  商品化的POE本身呈颗粒状，可以直接加入到PP等其它材料中实行改性，可大幅度的降低生产成本。

  EPDM应用较为广泛，EPDM橡胶可用于汽车密封条、轮胎、建筑门窗密封/隔热、塑胶田径运动跑道、电线电缆等领域。还能与EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）材料并用作为鞋材，常用于PP（聚丙烯）改性以及制备TPV(热塑性硫化橡胶)。

  POE材料的应用主要有三个方向：抗冲击改性剂（即增韧剂）、模塑成型产品、挤出成型产品。

  由于跟PP、EVA、EPDM等结构相近，因此POE与这些材料的相容性很好，多用于改性EVA鞋中底、改性PP汽车零部件（保险杠、挡泥板等）、电线电缆、玩具、医疗器械等等。

  首先，粒状POE易与粒状的PP混合，省去块状EPDM复杂的造粒或预混工序；

  其次，POE与PP有更好的混合分散效果，与EPDM相比，共混物的相态更为细微化，因而使抗冲击能力得以提高；

  再者，采用一般橡胶作为PP的抗冲击改性剂， 在提高冲击强度的同时，降低了产品屈服强度，而使用POE在增韧的同时，仍可保持比较高的屈服强度及流动性。

  POE和EVA并用发泡，已经大量的被使用在如沙滩鞋、拖鞋、运动鞋的中底、鼠标垫、座垫、保丽龙材料、保温材料、缓冲片材、箱包衬里等发泡产品上。图源：SK化学

  POE通过过氧化物引发，可以顺利且有效与MAH，GMA，AA等单体发生接枝反应，所得接枝物大范围的使用在增韧PA等工程塑料，同时也可以当作相容剂用于塑料合金中。

  PP或PE回料添加POE共混造粒，或者直接注塑，会使得PP/PE回料的性能大为改观，应用于如塑料托盘，塑料周转箱，塑料工具箱，塑料办公桌椅配件，沙滩椅等。

  EVA和POE混合使用得到的产品更柔韧，耐屈绕性更佳，产品更轻，抗环境应力更佳，广泛地应用于吸尘器软管，洗衣机软管，排水管。

  POE可以大量的填充Al(OH)3或Mg(OH)2，其硬度和强度的变化率低，代替EVA或者与EVA并用生产无卤阻燃电缆料已成为趋势。图源：美昱高分子