Los cauchos de etileno-propileno constan de dos grupos. El más importante es el EPDM (monómero de etileno-propileno-dieno). Contiene una gama de materiales diferentes, desde los semicristalinos hasta los muy amorfos. En la producción de compuestos de TPE, generalmente se mezclan con PP (y a veces también aceite) y se reticulan (conocido como TPE-V) o se mezclan con PP solo (TPE-O). Actualmente se utilizan cuatro dienos diferentes:

El ENB es el más utilizado, ya que a pesar de su costo, da el mejor en general resultados. El uso de un EPDM de alto peso molecular y alto contenido de dieno en TPE-V y TPE-O podría ser beneficioso, debido a un rendimiento potencialmente superior. La elección del polipropileno utilizado en los compuestos TPE-O y TPE-V depende de las propiedades requeridas. Comúnmente se usa un homopolímero, pero si se necesita una alta resistencia al impacto (especialmente a temperaturas bajo cero), se recomienda un copolímero heterofásico. Se suele utilizar un copolímero aleatorio cuando se requiere flexibilidad sin blanqueamiento por tensión. La elección del grado particular de caucho EPDM utilizado en la producción de compuestos TPE-O y TPE-V depende de varios factores, incluidos el precio, la disponibilidad y las propiedades. En términos generales, si los mezcladores internos son la elección del equipo de composición, se pueden utilizar cauchos para balas. Estos son los más comúnmente disponibles. Si se utiliza un compuesto de extrusión, la elección se limita a los grados en forma de gránulos, o si se deben usar grados de balas, se debe instalar un equipo que pueda alimentar el caucho de las balas directamente en una extrusora. La ventaja de utilizar cauchos para balas es la elección mucho más amplia de caucho y, por lo tanto, la gama más amplia de propiedades que se pueden lograr. DSM Elastomers desarrolló recientemente una familia de cauchos EPDM que utilizan VNB para reemplazar parcialmente a ENB. El EPDM resultante cuando se reticuló mostró un nivel relativamente alto de ramificación de cadena. Se cree que este EPDM utilizado en una formulación de TPE-V mejoraría sus propiedades de extrusión de otro modo pobres, al aumentar la resistencia en fusión de los compuestos de TPE. Dow Chemical opera el único proceso de polimerización en fase gaseosa para la producción de EPDM. Debido a los problemas debidos al ensuciamiento y aglomeración del reactor, se inyectan altos niveles de negro de humo en el reactor durante la polimerización. La combinación del proceso en fase gaseosa y el uso de catalizadores M / SS permite a Dow producir EPDM con un peso molecular extraordinariamente alto. Si este EPDM se utilizara en la producción de TPE-V, probablemente tendría propiedades superiores, en comparación con los TPE-V fabricados con EPDM convencional. Debido a que el negro de carbón es parte del proceso, solo son posibles los TPE-V negros. Sin embargo, un producto de este tipo podría encontrar aceptación en aplicaciones de automoción y construcción. Incluso si el EPDM de alto peso molecular se mezclara con un EPDM más convencional, el producto terminado aún sería superior a las ofertas actuales de TPE-V. También hay una fuente de reciclado de copolímero postconsumo de PP negro disponible (PCW). Esto se puede mezclar en compuestos TPE-O y TPE-V y reutilizar en aplicaciones automotrices. De hecho, muchos fabricantes de automóviles no solo fomentan esta práctica, sino que también la especifican. La Directiva sobre el fin de la vida útil del vehículo emitida por la Unión Europea requiere que un porcentaje sustancial de todos los vehículos y su composición sean reciclados y esto es ahora ley en la mayoría de los países de la UE.

Por ejemplo, el envejecimiento térmico del TPV, que puede causar un aumento de la densidad del enlace cruzado y el endurecimiento, se ha denominado reversión, ya que puede ser el resultado de un curado excesivo.

La vulcanización dinámica es el proceso de producir un TPE por reticulación selectiva de la fase de caucho durante la mezcla de una mezcla de caucho y plástico tecnológicamente compatible o compatibilizada de alto contenido de caucho, mientras que afecta mínimamente la fase plástica. La reticulación del caucho se logra solo después de que se forma una mezcla de polímero fundido bien mezclado, y se continúa la mezcla intensiva durante el proceso de curado. El TPV elastomérico así formado debería consistir idealmente en una matriz plástica llena de partículas de caucho reticuladas de 1 a 5 µm.

Una mezcla de polímero incompatible tendría malas propiedades físicas debido a una mala adhesión entre las fases. Una mezcla de polímeros miscible ofrecería propiedades medias de los componentes de la mezcla. En una mezcla con polímeros de la compatibilidad "correcta", se pueden realizar las propiedades tecnológicamente útiles de cada uno de los componentes de la mezcla. El primer principio de vulcanización dinámica es que el caucho y el plástico deben tener la compatibilidad "correcta", pero no deben ser miscibles en fusión. Si el plástico fuera miscible con el caucho, la reticulación del caucho daría como resultado la inclusión de grandes porciones de plástico en las partículas de caucho, reduciendo la cantidad de plástico en la fase continua. El producto resultante perdería la procesabilidad termoplástica; el producto de la vulcanización dinámica sería un polvo. Además, debido a que la Tg del plástico suele ser mucho más alta que la del caucho, si el plástico es miscible con el caucho en un amplio intervalo de temperaturas, la mezcla no sería elastomérica debido a una Tg promedio alta. El grado de compatibilidad entre el caucho y el plástico requerido para TPV con buenas propiedades físicas y procesabilidad es difícil de cuantificar. Incluso entre polímeros que se consideran tecnológicamente incompatibles, como PS y poli (metacrilato de metilo), se ha medido un espesor de interfase de 50 Å. Presumiblemente, la alta penalización entrópica de la desmezcla da como resultado un entrelazamiento entre diferentes polímeros en la interfase de mezclas de polímeros incompatibles. Cuanto más compatibles sean los polímeros, mayor será el espesor de la interfase y los entrelazamientos entre polímeros, y mejores serán las propiedades mecánicas de la mezcla de polímeros. La diferencia entre la “tensión superficial crítica para humedecer” de los polímeros se considera una medida aproximada de la tensión interfacial del polímero. Según los valores de tensión superficial, las mezclas de PP / EPDM (EPDM no caracterizado) se encuentran entre las más compatibles de las mezclas de caucho y plástico evaluadas por Coran y Patel en vulcanización dinámica. La excelente compatibilidad de PP y EPR se refleja en la morfología de la mezcla fina que se puede generar mediante la mezcla en estado fundido de los componentes. De hecho, el EPR es el modificador de impacto de elección para el PP debido a la buena adhesión interfacial entre estos componentes. Datta y Lohse demostraron que en mezclas 80:20 en peso de PP / EPR, el tamaño de partícula de caucho EPR podría reducirse aún más mediante la adición del compuesto de caucho de un copolímero iPP-g-EP denominado compatibilizador. Debería establecerse una distinción entre emulsificación y compatibilización. Un polímero dibloque que actúa como un verdadero compatibilizador debería tener sus segmentos de bloque anclados en las fases que se compatibilizan. Esto también implicaría un aumento en el espesor de la interfase sobre la mezcla no compatibilizada, lo que también daría como resultado propiedades mecánicas mejoradas para la mezcla. Es más probable que se forme un verdadero compatibilizador mediante la reacción in situ de componentes que ya están presentes en las fases que se compatibilizan. Un ejemplo sería la modificación de impacto del nailon mediante la fusión de este plástico con una mezcla miscible de EPR y EPR maleado para generar partículas finas de EPR en una matriz de nailon. Los grupos terminales amina del nailon reaccionarían entonces con el resto anhídrido maleico injertado en el EPR para generar in situ un copolímero de bloques en el que los bloques están verdaderamente anclados en las fases que se compatibilizan. En la emulsificación, como en la emulsificación de aceite en agua con jabón, el emulsionante se adsorbe solo en la superficie de la fase dispersa de partículas y también puede estar presente como una fase separada que es una barrera adicional para prevenir la coalescencia de la fase dispersa. fase. Estos fenómenos se han observado en el caso de que los copolímeros de bloques se hayan mezclado en estado fundido con mezclas de polímeros incompatibles. Existe un informe reciente sobre la incapacidad de PP-b-EPR para funcionar como compatibilizador en mezclas de PP / EPR debido a la cocristalización del segmento de PP del compatibilizador con la fase PP y al rechazo del bloque EP en el espacio interlaminar del Cristales de PP. Muchos de los aspectos discutidos en relación con la mejora de las propiedades mecánicas en iPP modificado por impacto están interrelacionados. Por ejemplo, el tamaño de partícula de caucho obtenido en una mezcla de caucho iPP / poliolefina dependería de la viscosidad de la masa fundida del caucho (y por tanto del peso molecular del caucho) y de las condiciones de procesamiento. La adhesión del caucho a la matriz iPP dependería del peso molecular del caucho, que puede estar relacionado con el grado de miscibilidad de los extremos de bajo peso molecular de los dos componentes. Sin embargo, si la fase de caucho está reticulada, por ejemplo, para estabilizar la morfología de la masa fundida, la adhesión en la interfase se vería afectada. Las partículas de alto peso molecular o el caucho reticulado no se cavitan. La estructura cristalina de iPP obtenida al enfriar mezclas fundidas de iPP / poliolefina también dependería del tamaño de partícula de caucho y del estado de curado. La resistencia al impacto de los plásticos dependería del comportamiento de deformación dependiente de la morfología (cizallamiento, agrietamiento y cavitación de partículas de caucho) que se produce en las condiciones de impacto. La resistencia al impacto también depende de las condiciones de procesamiento, que afectarían el tamaño y la forma de las partículas de caucho y causarían tensiones internas debido a la forma de las partículas de caucho "congeladas" y la contracción diferencial entre el plástico y el caucho. Durante el enfriamiento del PP isotáctico fundido modificado por impacto (con caucho poliolefínico particulado), por ejemplo, cualquier vacío creado por la contracción diferencial entre la fase de caucho y plástico se rellenará siempre que las fases sean móviles. Aunque existe una contracción considerable en la fase plástica desde el punto de fusión hasta la temperatura de cristalización, una vez que se congela la morfología (correspondiente a la temperatura de cristalización), las partículas de caucho se contraen más que el plástico al enfriarse a temperatura ambiente. Esta contracción diferencial habría provocado que las partículas de caucho se alejaran de la interfase plástico / caucho si no fuera por la buena adhesión entre las fases, sino que impone una tensión triaxial sobre la fase de caucho. Al doblar, una pieza de PP modificado por impacto a veces da como resultado un blanqueamiento por tensión ("rubor") debido a la dispersión de la luz en la línea del pliegue, presumiblemente debido a la cavitación de las partículas de caucho. El "rubor" del PP se puede reducir componiendo polietileno, que es más compatible con el caucho que con el plástico y, por lo tanto, reside dentro de las partículas de caucho. Esto permite una reducción en la cantidad de caucho y, por lo tanto, limita la contracción del caucho y cambia la distribución de la tensión a través de las partículas de caucho. La cavitación de las partículas de caucho se evita debido a la excelente adhesión del caucho a las fases de PP y polietileno. Las propiedades de impacto del sistema también se mejoran al tiempo que se minimiza la disminución de la rigidez debido a la incorporación de partículas de caucho al PP [224]. La morfología del caucho fibrilar no es deseable en los plásticos modificados por impacto, porque este tipo de partículas de caucho presuntamente actúan como iniciadores de fisuras ineficaces. Por último, el comportamiento de los plásticos al impacto dependería de la temperatura y la velocidad de prueba, ya altas velocidades de prueba, debe tenerse en cuenta el calentamiento adiabático en la zona de deformación [226,227]. Se ha publicado una revisión de la estructura y propiedades de las mezclas de PP / elastómero [196,225,228]. La modificación de iPP con caucho en partículas ofrece una mayor resistencia al impacto del material con una rigidez reducida. Es deseable lograr buenas propiedades de impacto del material mientras se mantiene la rigidez. HIPS está lleno de partículas de caucho de tamaño apropiado, lo que permite buenas propiedades de impacto, pero estas partículas de caucho contienen partículas atrapadas de PS (estructura de "salami"), lo que da como resultado que el material tenga un contenido de caucho reducido, lo que limita la disminución de la rigidez en la modificación de impacto de PS [229]. Esta técnica también se ha aplicado para equilibrar la rigidez del iPP con la tenacidad. la longitud de las secuencias de las unidades estructurales en el caucho. Aunque iPP y PP atáctico son miscibles en la masa fundida, iPP y sPP no son miscibles en masa fundida en todas las proporciones y, por lo tanto, la táctica de iPP puede influir en la compatibilidad y miscibilidad en mezclas fundidas de PP / EPDM. Se ha demostrado mediante dispersión de neutrones que las mezclas de copolímeros PP y EPR son inmiscibles en la masa fundida, incluso cuando el contenido de etileno del copolímero EP es tan bajo como 8% en peso.