Avantajele și dezavantajele TPE/TPR/TPV/TPU/TPEE

Recomandări de produs:Linii de peletizare a elastomerelor tomoplastice

Elastomer termoplastic Este un material compozit ecologic, cu emisii reduse de carbon, care are proprietățile cauciucului (elasticitate ridicată, deformare permanentă la compresie etc.) și caracteristicile de prelucrare ale plasticului (proces simplu).

TPE este ecologic, non-toxic și sigur și are o colorabilitate excelentă, la atingere moale, rezistență la intemperii, rezistență la oboseală și rezistență la temperatură. Are performanțe excelente de procesare și poate fi reciclat pentru a reduce costurile. Poate fi turnat prin injecție secundară, acoperit și lipit cu materiale de bază precum PP, PE, PC, PS, ABS etc. sau turnat singur.

TPE (elastomerul termoplastic) care a fost produs industrial în lume include: stireni (SBS, SIS, SEBS, SEPS), olefine (TP0, TPV), diene (TPB, TPI), cloruri de vinil (TPVC). , TCPE), uretani (TPU), esteri (TPEE), amide (TPAE), fluori organici (TPF), siliconi și etilene, etc., acoperind aproape toate zonele de cauciuc sintetic și rășini sintetice.

Vulcanizare completă dinamică: se referă la procesul în care faza de cauciuc suferă reticulare chimică sub acțiunea unui agent de reticulare atunci când rășina termoplastică și cauciucul sunt amestecate în topitură și este forfecată și spartă într-un număr mare de particule de cauciuc reticulat de dimensiuni micronice, cu ajutorul forfecării mecanice puternice și dispersat în faza continuă a rășinii termoplastice.

Atunci când PP este utilizat ca segment dur și EPDM este folosit ca segment moale pentru amestecarea topiturii, se adaugă un agent de reticulare pentru a-l vulcaniza, iar forța mecanică mare de forfecare a mixerelor interne, mașinilor cu șurub etc. este utilizată pentru a face complet particule de cauciuc reticulat EPDM vulcanizat dispersate complet în matricea PP cu o dimensiune micron (mai puțin de 1 micron).

★TPV are rezistența la căldură și proprietățile de deformare la compresie scăzute ale cauciucului vulcanizat;

★ Performanță excelentă de procesare: poate fi procesat prin metode de prelucrare termoplastică, cum ar fi injecția și extrudarea, care este eficient, simplu și ușor, fără a adăuga echipament, fluiditate ridicată și contracție mică.

★TPV nu necesită vulcanizare și este ușor de procesat, ceea ce scurtează procesul de producție al industriei cauciucului cu 1/4, economisește 25% până la 40% din consumul de energie și îmbunătățește eficiența de 10 până la 20 de ori. Poate fi numită o altă revoluție a tehnologiei materialelor și proceselor în industria cauciucului.

★Gesitatea specifică a luminii (0.90-0,97), calitate uniformă a aspectului, grad ridicat de suprafață și senzație bună.

★TPV poate fi utilizat în mod normal la -60 grade până la +135 grade; când nu este sub sarcină, rezistența la temperaturi ridicate poate atinge +150 grade .

★Gamă largă de aplicații moi și dure, 25A-70D;

★Avantajul vopsirii ușoare crește foarte mult libertatea de proiectare a produsului.

★Verde și ecologic, reciclabil și fără o degradare semnificativă a performanței după șase utilizări repetate

★TPV are rezistență excelentă la ozon și rezistență la intemperii;

★TPV are rezistență dinamică la oboseală, rezistență excelentă la intemperii și rezistență bună la uzură;

★ Elasticitatea bună și rezistența la deformare la compresie, rezistența la mediu și rezistența la îmbătrânire sunt echivalente cu cauciucul EPDM.

★TPV are o rezistență excelentă la coroziune la lichide acide și alcaline pe bază de apă și uleiuri polare

★ Rezistența la uleiuri și solvenți a TPV este comparabilă cu cea a cauciucului cloropren de uz general.

★TPV are o rezistență excelentă la acizi și alcali și este foarte rezistent la agenți de curățare acizi și alcalini. Își poate menține în continuare proprietățile originale după utilizarea pe termen lung în medii acide și alcaline.

Un amestec fizic simplu de PP și EPDM (vulcanizat parțial), denumit TPO.

În Japonia, cu excepția TPU, alte materiale elastomerice termoplastice sunt de obicei denumite în mod colectiv TPO, adică TPO=TPE=TPV=TPR, după cum spun japonezii; dar TPO-ul actual este practic îmbunătățit la cauciuc foarte vulcanizat (asemănător cu TPV), dar se adaugă unele SEBS pentru modificare, așa că trebuie să întrebați mai multe când întâlniți clienți japonezi.

În 1984, Mitsubishi Chemical din Japonia a făcut un amestec de performanță mai bună cu SEBS și SEPS ca material de bază și a numit acest TPS saturat „Rubberron” pentru piață. Prin urmare, SEBS și SEPS sunt nu numai universale, ci și amestecate prin topire cu plastic PP pentru a forma TPS de tip IPN (așa-numitul IPN este de fapt un polimer în care două rețele pătrund una în cealaltă, deci se mai numește și o rețea de întrepătrundere). compus, majoritatea aparțin rășinilor termorigide, dar există și mulți elastomeri termoplastici precum TPE care apar sub formă de faze încrucișate).

IPN-TPS format prin utilizarea SBS sau SEBS ca material de bază și alte materiale plastice de inginerie pot fi acoperite direct fără pretratare; stratul nu este ușor de zgâriat și are o anumită rezistență la ulei. Coeficientul elastic nu se modifică mult într-un interval larg de temperatură la temperaturi scăzute, ceea ce îmbunătățește foarte mult rezistența la frig și la căldură a materialelor plastice de inginerie. Compușii de stiren și copolimerizarea cu altoi de cauciuc pot deveni, de asemenea, TPE termoplastic. Au fost dezvoltate EPDM/stiren, BR/stiren, CI-IIR/stiren, NR/stiren etc.

Rezumat:

o. Atât TPO, cât și TPV aparțin elastomerilor termoplastici poliolefinici. Pentru a le distinge, forumurile TPV se referă de obicei la ei ca elastomeri termoplastici poliolefinici (cunoscuți și ca: cauciuc parțial vulcanizat din elastomeri termoplastici);

b. TPO (TPO este practic un nume de marcă al companiilor japoneze, precum Riken TPO) este similar cu sistemul autohton TPV, cu un preț de aproximativ 45, și o capacitate de producție foarte strânsă (consumată de industria auto japoneză).

Pe plan intern, se numește în general material „TPE”, care aparține practic elastomerului termoplastic stiren. Stirenul TPE (numit TPS în străinătate) este un copolimer de tip bloc de butadienă sau izopren și stiren, iar performanța sa este apropiată de cauciucul SBR.

Avantaje:Are elasticitatea ridicată a cauciucului și caracteristicile turnării prin injecție; este prietenos cu mediul, non-toxic și sigur, are o colorabilitate excelentă, atingere moale, rezistență la intemperii, rezistență la oboseală și rezistență la temperatură, performanță excelentă de procesare, nu este nevoie de vulcanizare, poate fi reciclat pentru a reduce costurile, poate fi turnare secundară prin injecție, acoperit și lipite cu materiale de bază, cum ar fi PP, PE, PC, PS, ABS etc., sau pot fi turnate singur.

Dezavantaje:Cea mai mare problemă a SBS și SIS este rezistența scăzută la căldură, iar temperatura de utilizare, în general, nu poate depăși 80 de grade. În același timp, rezistența sa, alungirea, rezistența la intemperii, rezistența la ulei, rezistența la uzură etc. nu pot fi comparate cu cauciucul.

În ultimii ani, Statele Unite ale Americii, Europa și alte țări au adus o serie de îmbunătățiri ale performanței, iar SEBS și SEPS, care sunt SBS și SIS hidrogenate saturate, au apărut una după alta. SEBS (cu BR hidrogenat ca segment moale) și SEPS (cu IR hidrogenat ca segment moale) pot îmbunătăți considerabil rezistența la impact și, de asemenea, au o bună rezistență la intemperii și rezistență la îmbătrânirea termică.

TPE modificat poate rezista la temperaturi de până la 110 grade . Seria V0 ignifugă și fără halogen de TPE modificat SEBS/SEPS sunt utilizate în mod obișnuit în cablurile pentru căști Apple și alte aplicații datorită proprietăților lor bune de întindere și suprafeței netede. Principalii producători sunt din Taiwan, dar prețul este scump.

TPR a fost inventat pentru prima dată de americani. La acel moment, nu exista un nume unificat pentru elastomerii termoplastici. Era obișnuit să se folosească abrevierile în limba engleză TPR pentru a reprezenta cauciucul termoplastic și TPE pentru a reprezenta elastomerul termoplastic (ambele sunt folosite în materiale și cărți relevante); și a fost aplicat la amestecuri simple de PP și EPDM. Mai târziu, TPV de tip PP/EPDM de la AES (numit inițial TPR și ulterior schimbat în TPV) a folosit și el acest nume. Mai târziu, acest nume ar fi fost numit de taiwanezi și a devenit popular pe continent.

Indiferent de cum este denumit în străinătate, TPR și stiren TPE în China aparțin în prezent aceluiași concept, reprezentând bloc copolimeri termoplastici stiren-butadienă-stiren, care sunt denumiți în mod obișnuit cauciuc termoplastic stiren-butadienă, adică TPE=stiren TPE în China.

Cu toate acestea, din cauza problemelor istorice și de traducere, abrevierea chineză a TPV (cauciuc termoplastic dinamic vulcanizat) este cauciuc termoplastic (în engleză: Thermoplastic Rubber), adică TPR. Acesta este motivul pentru care nu le spunem clienților noștri că materialul nostru PP/EPDM TPV se numește TPR, deoarece unii clienți pot crede că este un elastomer de stiren. Dacă se bazează pe SBS, prețul este mult mai mic decât TPV.

Elastomerul poliester termoplastic, denumit TPEE sau COPE, este un tip de copolimer bloc liniar care conține segment dur de poliester PBT (tereftalat de polibutilenă) (fază cristalină) și segment moale de poliester alifatic sau polieter (fază amorfă). TPEE este un elastomer de inginerie de înaltă performanță, cu avantajele unei rezistențe mecanice ridicate, elasticitate bună, rezistență la impact, rezistență la fluaj, rezistență la frig, rezistență la oboseală la îndoire, rezistență la ulei, rezistență la coroziune chimică și la solvenți, etc. Are o procesabilitate bună și poate fi umplut, ranforsat si aliat. A fost utilizat pe scară largă în piese de automobile, furtunuri hidraulice, cabluri și fire, aparate electronice, produse industriale, papetărie, biomateriale și alte domenii.

Proprietățile fizice și chimice ale TPEE:

● Proprietăţi mecanice

Prin ajustarea raportului dintre segmentele moi și dure, duritatea TPEE poate fi schimbată de la Shore D32 la D80, iar elasticitatea și rezistența sa sunt între cauciuc și plastic. În comparație cu alți elastomeri termoplastici (TPE), TPEE are un modul mai mare decât alte TPE-uri de aceeași duritate în condiții de deformare scăzută. Când modulul este o condiție importantă de proiectare, TPEE poate reduce aria secțiunii transversale a produsului și poate reduce cantitatea de material utilizat.

● Rezistenta la tractiune

În comparație cu elastomerul poliuretanic (TPU), modulul de compresie și modulul de tracțiune al TPEE sunt mult mai mari. Când TPEE și TPU de aceeași duritate sunt folosite pentru a face aceeași piesă, primul poate rezista la o sarcină mai mare. Peste temperatura camerei, TPEE are un modul de îndoire foarte mare, care este potrivit pentru realizarea grinzilor cantilever sau a componentelor de tip cuplu, în special pentru realizarea componentelor la temperatură înaltă. TPEE are o bună conformitate la temperaturi scăzute, iar rezistența la impact cu crestături la temperaturi scăzute este mai bună decât alte TPE, iar rezistența la uzură este comparabilă cu cea a TPU. TPEE are o rezistență excelentă la oboseală, ceea ce, combinat cu elasticitatea sa ridicată, face din acest material un material ideal pentru condiții de utilizare a sarcinilor ciclice multiple, potrivit pentru realizarea de angrenaje, role de cauciuc, cuplaje flexibile, curele etc.

●Rezistenta la caldura

TPEE are o rezistență excelentă la căldură. Cu cât duritatea este mai mare, cu atât este mai bună rezistența la căldură. Temperatura de funcționare a TPEE este foarte ridicată și se poate adapta la temperatura de coacere ({0}} grade ) pe linia de producție de automobile și are o mică pierdere a proprietăților mecanice la temperaturi ridicate. Când este utilizat peste 120 de grade, rezistența la tracțiune a TPEE este mult mai mare decât cea a TPU. În plus, TPEE are și o rezistență excelentă la temperaturi scăzute. Punctul fragil al TPEE este mai mic de -70 grade și cu cât duritatea este mai mică, cu atât este mai bună rezistența la frig. Majoritatea TPEE pot fi folosite mult timp la -40 grade . Datorită performanței echilibrate la temperaturi ridicate și scăzute, TPEE are o gamă foarte largă de temperatură de funcționare și poate fi utilizat la -70-200 grade .

●Rezistenta la mediu chimic

TPEE are o rezistență excelentă la ulei și poate rezista la majoritatea mediilor chimice lichide polare (cum ar fi acizi, alcalii, amine și compuși diol) la temperatura camerei. Rezistența sa chimică crește odată cu creșterea durității sale. TPEE are proprietăți bune anti-umflare și anti-permeare pentru majoritatea solvenților organici, combustibililor și gazelor, iar permeabilitatea sa la combustibil este de numai 1/3-1/300 din cea a cauciucurilor rezistente la ulei, cum ar fi cauciucul cloropren, polietilena clorosulfonată, și cauciuc nitrilic.

● Rezistenta la intemperii si rezistenta la imbatranire

TPEE are o stabilitate chimică excelentă în diferite condiții externe, cum ar fi ceața de apă, ozonul și atmosfera exterioară. La fel ca majoritatea elastomerilor termoplastici (TPE), se va degrada sub acțiunea luminii ultraviolete (lumina ultravioletă sub 310 nm este un factor major de degradare). Prin urmare, pentru aplicații în aer liber sau produse expuse la lumina soarelui, la formulă trebuie adăugați aditivi de protecție împotriva razelor ultraviolete, inclusiv negru de fum și diverși pigmenți sau alte materiale de ecranare. Antioxidanții fenolici și agenții de protecție a luminii ultraviolete de tip benzotriazol pot fi utilizați împreună pentru a preveni eficient îmbătrânirea luminii ultraviolete.

● Reziliență ridicată

Aplicarea materialelor TPEE pe arcuri poate face ca arcurile să aibă o durată de viață lungă și ajută trenurile să pornească, să accelereze, să decelereze și să se oprească fără probleme. Spre deosebire de arcurile metalice, nu va rugini, nu se va deteriora în condiții naturale de mediu și nu va provoca rupturi și pierderi elastice. În comparație cu materialele din cauciuc, are o mai mare reutilizare și poate menține o bună elasticitate.

●Prelucrare si turnare

TPEE are o stabilitate excelentă la topire și o termoplasticitate suficientă, astfel încât are o procesabilitate bună și poate fi procesat prin diferite tehnici de prelucrare a materialelor termoplastice, cum ar fi extrudarea, injecția, turnarea prin suflare, turnarea rotațională și turnarea în topitură. La viteze mici de forfecare, vâscozitatea topiturii TPEE este insensibilă la viteza de forfecare, în timp ce la viteze mari de forfecare, vâscozitatea topiturii scade pe măsură ce viteza de forfecare crește. Deoarece topitura TPEE este foarte sensibilă la temperatură, vâscozitatea topiturii se modifică de câteva la zeci de ori într-un interval de 10 grade, astfel încât temperatura ar trebui controlată strict în timpul turnării.

Concluzie

În prezent, nu există un nume unificat pentru elastomerii termoplastici. Se obișnuiește să se folosească abrevieri în limba engleză. De dragul uniformității, toate sunt numite TPE sau elastomer termoplastic.

(1) TPE=TPR, care este termenul general pentru toți elastomerii termoplastici și cauciucurile termoplastice. În China, reprezintă elastomeri de stiren;

(2) În Statele Unite, Taiwan și alte regiuni, elastomerii de stiren TPE (SBS, SEBS, matrice SIS) și cauciucul vulcanizat dinamic TPV (EPDM + PP-X) nu sunt clasificați și sunt denumiți în mod colectiv TPR.

(3) Elastomerii EPDM + PP aparțin elastomerilor poliolefinici, adică TPV și TPO sunt același concept;

(4) Diferențele dintre elastomerii poliolefinici TPV/TPO: a. Puncte comune: TPO și TPV sunt ambele fabricate din EPDM (elastomer poliolefin) + PP. b. Diferențe: elastomer termoplastic TPO-poliolefină; Cauciuc elastomer termoplastic vulcanizat dinamic TPV; TPO este un amestec fizic simplu (parțial vulcanizat, grad scăzut de reticulare), iar TPV este complet vulcanizat (dinamic la nivel de microni segmentat complet vulcanizat, cu un grad foarte ridicat de reticulare).

(5) TPU: rezistent la uzură, întindere mare; elasticitate slabă, nu este rezistent la acid, alcali și ulei. TPV: rezistent la acid, alcali, ulei, intemperii și temperaturi ridicate, rezistență UV, cea mai bună elasticitate; întindere săracă. TPE/TPR: performanță mediocră din toate punctele de vedere, cel mai ieftin preț unitar.