塑膠專欄
熱塑性動態交聯彈性體TPV材料市場與應用趨勢
產業趨勢
熱塑性動態交聯彈性體TPV材料市場與應用趨勢
塑膠中心 秦安易
熱塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer, TPE)是塑膠與橡膠的組合材料，其具橡膠的性能，又有塑膠加工的特性。TPE可細分為以下五類：(1)聚苯乙烯系(TPE-S)；(2)聚烯烴系(TPV)；(3)聚氨酯系(TPU)；(4)聚醚脂系(TPEE)；(5)聚醯胺系(TPA)。本文著重討論TPV材料市場及其應用。
TPV材料除了兼具橡膠與塑膠的特性之外，還有以下優點：(1)製程適用特性：可適用一般塑膠射出成型、異型押出等塑膠加工製程；(2)綠色製程特性：因不需進行傳統硫化、二次硫化製程，減少了能耗，且材料具可回收性，不良品或邊角料可直接重複進行加工，符合綠色環保趨勢。
TPV製程的關鍵在於相反轉機制。在動態交聯前塑膠與橡膠呈共連續相，交聯後橡膠為分散相，塑膠則為連續相；意即須將材料占比約60%的橡膠均勻散佈在40%的塑膠裡，此即是決定TPV材料品質優劣的關鍵技術。
在TPV產業現況部分，全球TPV市場需求量將從2014年的32.2萬噸成長到2019年的43.6萬噸(圖1)，年均複合成長率(CAGR)達6.24%。依用途別，汽車工業是目前全球TPV市場最大的需求者，車用TPV材料使用量占整體TPV產業應用區塊的51.63%(圖2)。而若以區域劃分，西歐、北美與日本等汽車生產重點區域的TPV需求約占60%；中國現正積極發展汽車工業，預期TPV的需求將飛速成長，至2020年中國對TPV的需求將為現在的3倍。除了汽車工業之外，包含電線電纜護套、手工防滑部件、生醫與軟管部件、高階運動用品、建築密封邊條等都是TPV材料應用的面向。
目前國際TPV主要廠商以生產PP/EPDM系統的TPV為主，包括全球市占率逾80%的美國AES公司(Advanced Elastomer Systems)、日本住友化學公司(SUMITOMO Chemicals)、韓國SK化學公司(SK Chemicals)、中國山東道恩高分子材料公司(Shandong Dawn Polymer Co.)等，均為指標性廠商。目前全球PP/EPDM技術已經相對成熟，而工研院目前的研發重點則擺在PP/NBR、PP/HNBR、PP/SEPS、Nylon/ACM等技術，未來將可針對不同性質的需求，設計不同塑膠與橡膠的組合來生產符合需求的TPV。
台灣在TPV產業鏈的發展機會部分，台灣具TPV原料優勢，無論是熱固性橡膠、熱塑性橡膠及塑膠等原材料，台灣都有相對應的供應商，未來可朝高性能TPV的方向發展，包含PA66/ACM(替換氟橡膠製品)、PA6/ACM(替換AEM或氟矽橡膠製品)、PP/SBR(高耐溶劑可替換矽膠)、PP/SEBS(高耐候且觸感優異可用於汽車內飾材料)、TPEE/ACM、PP/IIR(醫療用膠塞)等等。在台灣廠商部分，李長榮化工是目前台灣唯一具備完整TPV實驗設備的公司，目前已有能力生產並供應苯乙烯系的TPV。李長榮化工GLOBALPRENE™系列產品為苯乙烯系聚合物，又稱 SBC，亦為合成熱可塑性橡膠家族的一員，以苯乙烯 / 丁二烯或苯乙烯 / 異戊二烯為主原料。未來TPV將迎接爆炸性的成長，國內業者應可盡速進行相關策略布局。
參考資料：
1.財團法人工業技術研究院(2018年8月)。「動態交聯彈性體TPV全球市場、技術發展與應用」簡報。
2.財團法人塑膠工業技術發展中心(2018年8月)。「TPV在耐溫元件應用的趨勢與潛力」簡報。
3.李長榮化學工業股份有限公司(2018年8月)。「熱可塑性動態交聯彈性體經驗分享與發展趨勢」研討會簡報。
塑膠中心 秦安易
熱塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer, TPE)是塑膠與橡膠的組合材料，其具橡膠的性能，又有塑膠加工的特性。TPE可細分為以下五類：(1)聚苯乙烯系(TPE-S)；(2)聚烯烴系(TPV)；(3)聚氨酯系(TPU)；(4)聚醚脂系(TPEE)；(5)聚醯胺系(TPA)。本文著重討論TPV材料市場及其應用。
TPV材料除了兼具橡膠與塑膠的特性之外，還有以下優點：(1)製程適用特性：可適用一般塑膠射出成型、異型押出等塑膠加工製程；(2)綠色製程特性：因不需進行傳統硫化、二次硫化製程，減少了能耗，且材料具可回收性，不良品或邊角料可直接重複進行加工，符合綠色環保趨勢。
TPV製程的關鍵在於相反轉機制。在動態交聯前塑膠與橡膠呈共連續相，交聯後橡膠為分散相，塑膠則為連續相；意即須將材料占比約60%的橡膠均勻散佈在40%的塑膠裡，此即是決定TPV材料品質優劣的關鍵技術。
在TPV產業現況部分，全球TPV市場需求量將從2014年的32.2萬噸成長到2019年的43.6萬噸(圖1)，年均複合成長率(CAGR)達6.24%。依用途別，汽車工業是目前全球TPV市場最大的需求者，車用TPV材料使用量占整體TPV產業應用區塊的51.63%(圖2)。而若以區域劃分，西歐、北美與日本等汽車生產重點區域的TPV需求約占60%；中國現正積極發展汽車工業，預期TPV的需求將飛速成長，至2020年中國對TPV的需求將為現在的3倍。除了汽車工業之外，包含電線電纜護套、手工防滑部件、生醫與軟管部件、高階運動用品、建築密封邊條等都是TPV材料應用的面向。
目前國際TPV主要廠商以生產PP/EPDM系統的TPV為主，包括全球市占率逾80%的美國AES公司(Advanced Elastomer Systems)、日本住友化學公司(SUMITOMO Chemicals)、韓國SK化學公司(SK Chemicals)、中國山東道恩高分子材料公司(Shandong Dawn Polymer Co.)等，均為指標性廠商。目前全球PP/EPDM技術已經相對成熟，而工研院目前的研發重點則擺在PP/NBR、PP/HNBR、PP/SEPS、Nylon/ACM等技術，未來將可針對不同性質的需求，設計不同塑膠與橡膠的組合來生產符合需求的TPV。
台灣在TPV產業鏈的發展機會部分，台灣具TPV原料優勢，無論是熱固性橡膠、熱塑性橡膠及塑膠等原材料，台灣都有相對應的供應商，未來可朝高性能TPV的方向發展，包含PA66/ACM(替換氟橡膠製品)、PA6/ACM(替換AEM或氟矽橡膠製品)、PP/SBR(高耐溶劑可替換矽膠)、PP/SEBS(高耐候且觸感優異可用於汽車內飾材料)、TPEE/ACM、PP/IIR(醫療用膠塞)等等。在台灣廠商部分，李長榮化工是目前台灣唯一具備完整TPV實驗設備的公司，目前已有能力生產並供應苯乙烯系的TPV。李長榮化工GLOBALPRENE™系列產品為苯乙烯系聚合物，又稱 SBC，亦為合成熱可塑性橡膠家族的一員，以苯乙烯 / 丁二烯或苯乙烯 / 異戊二烯為主原料。未來TPV將迎接爆炸性的成長，國內業者應可盡速進行相關策略布局。
參考資料：
1.財團法人工業技術研究院(2018年8月)。「動態交聯彈性體TPV全球市場、技術發展與應用」簡報。
2.財團法人塑膠工業技術發展中心(2018年8月)。「TPV在耐溫元件應用的趨勢與潛力」簡報。
3.李長榮化學工業股份有限公司(2018年8月)。「熱可塑性動態交聯彈性體經驗分享與發展趨勢」研討會簡報。