Výhody a nevýhody TPE/TPR/TPV/TPU/TPEE

Odporúčania produktov:Thomoplastické elastoméry peletizujúce linky

Termoplastický elastomér Je to ekologický, nízkouhlíkový kompozitný materiál, ktorý má vlastnosti gumy (vysoká elasticita, kompresia, trvalá deformácia atď.) a spracovateľské vlastnosti plastu (jednoduchý proces).

TPE je šetrný k životnému prostrediu, netoxický a bezpečný a má vynikajúcu farbivosť, mäkký dotyk, odolnosť voči poveternostným vplyvom, odolnosť voči únave a teplotnú odolnosť. Má vynikajúci spracovateľský výkon a možno ho recyklovať, aby sa znížili náklady. Môže byť sekundárne vstrekovaný, potiahnutý a spojený so základnými materiálmi, ako je PP, PE, PC, PS, ABS atď., alebo lisovaný samostatne.

TPE (termoplastický elastomér), ktorý sa vo svete priemyselne vyrába, zahŕňa: styrény (SBS, SIS, SEBS, SEPS), olefíny (TP0, TPV), diény (TPB, TPI), vinylchloridy (TPVC , TCPE), uretány (TPU), estery (TPEE), amidy (TPAE), organické fluóry (TPF), silikóny a etylény atď., pokrývajúce takmer všetky oblasti syntetického kaučuku a syntetických živíc.

Dynamická úplná vulkanizácia: označuje proces, pri ktorom kaučuková fáza podlieha chemickému zosieťovaniu pôsobením zosieťovacieho činidla, keď sa termoplastická živica a kaučuk zmiešajú v tavenine, a je strihaný a rozbitý na veľké množstvo zosieťovaných kaučukových častíc s mikrónovou veľkosťou. pomocou silného mechanického strihu a disperguje sa v spojitej fáze termoplastickej živice.

Keď sa PP používa ako tvrdý segment a EPDM sa používa ako mäkký segment na miešanie taveniny, na jeho vulkanizáciu sa pridáva zosieťovacie činidlo a na dosiahnutie úplného častice vulkanizovaného EPDM zosieťovaného kaučuku plne dispergované v matrici PP s mikrónovou veľkosťou (menej ako 1 mikrón).

★TPV má tepelnú odolnosť a nízke kompresné deformačné vlastnosti ako vulkanizovaná guma;

★ Vynikajúci spracovateľský výkon: Dá sa spracovať metódami termoplastického spracovania, ako je vstrekovanie a vytláčanie, čo je efektívne, jednoduché a ľahké, bez pridania zariadenia, vysokej tekutosti a malého zmrštenia.

★TPV nevyžaduje vulkanizáciu a je ľahko spracovateľný, čo skracuje výrobný proces gumárenského priemyslu o 1/4, šetrí 25% až 40% spotreby energie a zvyšuje účinnosť 10 až 20-krát. Možno to nazvať ďalšou revolúciou materiálov a procesných technológií v gumárenskom priemysle.

★ Ľahká merná hmotnosť (0.90-0,97), jednotná kvalita vzhľadu, vysoká kvalita povrchu a dobrý pocit.

★TPV možno normálne používať pri -60 stupňoch až +135 stupňoch ; keď nie je zaťažený, odolnosť voči vysokej teplote môže dosiahnuť +150 stupeň .

★Široká škála mäkkých a tvrdých aplikácií, 25A-70D;

★Výhoda jednoduchého farbenia výrazne zvyšuje slobodu dizajnu produktu.

★Zelené a šetrné k životnému prostrediu, recyklovateľné a bez výrazného zníženia výkonu po šiestich opakovaných použitiach

★TPV má vynikajúcu odolnosť voči ozónu a poveternostným vplyvom;

★TPV má dynamickú odolnosť proti únave, vynikajúcu odolnosť voči poveternostným vplyvom a dobrú odolnosť proti opotrebovaniu;

★Dobrá elasticita a odolnosť proti deformácii v tlaku, odolnosť voči vplyvom prostredia a odolnosť proti starnutiu sú ekvivalentné gume EPDM.

★TPV má vynikajúcu odolnosť proti korózii voči kyselinám a zásadám na vodnej báze a polárnym olejom

★Odolnosť TPV voči olejom a rozpúšťadlám je porovnateľná s odolnosťou chloroprénového kaučuku na všeobecné použitie.

★TPV má vynikajúcu odolnosť voči kyselinám a zásadám a je vysoko odolný voči kyselinovým a zásaditým čistiacim prostriedkom. Po dlhodobom používaní v kyslom a zásaditom prostredí si stále dokáže zachovať svoje pôvodné vlastnosti.

Jednoduchá fyzikálna zmes PP a EPDM (čiastočne vulkanizovaná), označovaná ako TPO.

V Japonsku, okrem TPU, sa ostatné termoplastické elastomérne materiály zvyčajne spoločne označujú ako TPO, teda TPO=TPE=TPV=TPR, ako hovoria Japonci; no aktualne TPO je v podstate vylepsene na vysoko vulkanizovanu gumu (podobne ako TPV), ale na upravu je pridany nejaky SEBS, takze sa treba viac pytat ked sa stretnete s japonskymi zakaznikmi.

V roku 1984 vyrobila japonská spoločnosť Mitsubishi Chemical lepšiu výkonnú zmes so SEBS a SEPS ako základným materiálom a nazvala tento nasýtený TPS „Rubberron“ pre trh. SEBS a SEPS sú preto nielen univerzálne, ale aj zmiešané v tavenine s PP plastom za vzniku TPS typu IPN (tzv. IPN je vlastne polymér, v ktorom do seba prenikajú dve siete, preto sa nazýva aj interpenetrujúca sieť väčšina z nich patrí medzi termosetové živice, ale existuje aj veľa termoplastických elastomérov, ako je TPE, ktoré sa vyskytujú vo forme krížovo súvislých fáz).

IPN-TPS vytvorený s použitím SBS alebo SEBS ako základného materiálu a iné technické plasty môžu byť priamo potiahnuté bez predbežnej úpravy; povlak sa nedá ľahko poškriabať a má určitú odolnosť voči olejom. Koeficient pružnosti sa pri nízkych teplotách v širokom rozsahu teplôt príliš nemení, čo výrazne zlepšuje odolnosť technických plastov voči chladu a teplu. Termoplastickým TPE sa môžu stať aj styrénové zlúčeniny a kaučuková očkovaná kopolymerizácia. Boli vyvinuté EPDM/styrén, BR/styrén, CI-IIR/styrén, NR/styrén atď.

Zhrnutie:

a. TPO aj TPV patria medzi polyolefínové termoplastické elastoméry. Na ich rozlíšenie ich fóra TPV zvyčajne označujú ako polyolefínové termoplastické elastoméry (tiež známe ako: čiastočne vulkanizovaná guma z termoplastických elastomérov);

b. TPO (TPO je v podstate obchodná značka japonských spoločností, ako napríklad Riken TPO) je podobný domácemu systému TPV s cenou okolo 45 a veľmi úzkou výrobnou kapacitou (spotrebou japonského automobilového priemyslu).

V domácom prostredí sa mu všeobecne hovorí „TPE“ materiál, ktorý v podstate patrí medzi styrénový termoplastický elastomér. Styrén TPE (v zahraničí nazývaný TPS) je kopolymér butadiénu alebo izoprénového a styrénového blokového typu a svojím výkonom sa blíži gume SBR.

Výhody:Má vysokú elasticitu gumy a vlastnosti vstrekovania; je šetrný k životnému prostrediu, netoxický a bezpečný, má vynikajúcu farbivosť, mäkký dotyk, odolnosť voči poveternostným vplyvom, odolnosť proti únave a teplotnú odolnosť, vynikajúci výkon pri spracovaní, nie je potrebná vulkanizácia, možno ho recyklovať, aby sa znížili náklady, môže byť sekundárne vstrekované, potiahnuté a spájané so základnými materiálmi, ako je PP, PE, PC, PS, ABS atď., alebo môžu byť tvarované samostatne.

Nevýhody:Najväčším problémom SBS a SIS je slabá tepelná odolnosť a teplota používania vo všeobecnosti nemôže prekročiť 80 stupňov. Zároveň sa s gumou nedá porovnávať jej pevnosť, ťažnosť, odolnosť voči poveternostným vplyvom, oleju, opotrebeniu atď.

V posledných rokoch na ňom Spojené štáty, Európa a ďalšie krajiny vykonali sériu vylepšení výkonu a SEBS a SEPS, čo sú nasýtené hydrogenované SBS a SIS, sa objavili jeden po druhom. SEBS (s hydrogenovaným BR ako mäkkým segmentom) a SEPS (s hydrogenovaným IR ako mäkkým segmentom) môžu výrazne zlepšiť rázovú húževnatosť a tiež majú dobrú odolnosť voči poveternostným vplyvom a odolnosť proti starnutiu teplom.

Upravený TPE odolá teplotám až do 110 stupňov. V0 spomaľovač horenia a bezhalogénový retardér horenia série SEBS/SEPS modifikovaných TPE sa bežne používajú v kábloch slúchadiel Apple a iných aplikáciách kvôli ich dobrým vlastnostiam v ťahu a hladkému povrchu. Hlavní výrobcovia sú z Taiwanu, ale cena je drahá.

TPR prvýkrát vytvorili Američania. V tom čase ešte neexistoval jednotný názov pre termoplastické elastoméry. Bolo zvykom používať anglické skratky TPR na označenie termoplastickej gumy a TPE na označenie termoplastického elastoméru (obe sa používajú v príslušných materiáloch a knihách); a aplikoval sa na jednoduché zmesi PP a EPDM. Neskôr tento názov používal aj typ TPV PP/EPDM od AES (pôvodne nazývaný TPR a neskôr zmenený na TPV). Neskôr toto meno mohli nazývať Taiwanci a stalo sa populárnym na pevnine.

Bez ohľadu na to, ako sa to v zahraničí nazýva, TPR a styrén TPE v Číne v súčasnosti patria do rovnakého konceptu, predstavujú termoplastické styrén-butadién-styrénové blokové kopolyméry, ktoré sa bežne nazývajú termoplastický styrén-butadiénový kaučuk, teda TPE=styrén TPE v Číne.

Kvôli historickým a prekladateľským problémom je však čínska skratka TPV (termoplastická dynamická vulkanizovaná guma) termoplastická guma (anglicky: Thermoplastic Rubber), teda TPR. To je dôvod, prečo našim zákazníkom nehovoríme, že náš materiál PP/EPDM TPV sa nazýva TPR, pretože niektorí zákazníci si môžu myslieť, že ide o styrénový elastomér. Ak je založený na SBS, cena je oveľa nižšia ako TPV.

Termoplastický polyesterový elastomér, označovaný ako TPEE alebo COPE, je typ lineárneho blokového kopolyméru obsahujúci PBT (polybutyléntereftalát) polyesterový tvrdý segment (kryštalická fáza) a alifatický polyester alebo polyéter (amorfná fáza) mäkký segment. TPEE je vysokovýkonný technický elastomér s výhodami vysokej mechanickej pevnosti, dobrej elasticity, odolnosti proti nárazu, odolnosti proti tečeniu, odolnosti proti chladu, odolnosti proti únave v ohybe, odolnosti voči olejom, chemickej a rozpúšťadlovej korózii atď. Má dobrú spracovateľnosť a môžu byť vyplnené, vystužené a legované. Je široko používaný v automobilových dieloch, hydraulických hadiciach, kábloch a drôtoch, elektronických zariadeniach, priemyselných výrobkoch, papiernictve, biomateriáloch a iných oblastiach.

Fyzikálne a chemické vlastnosti TPEE:

● Mechanické vlastnosti

Úpravou pomeru mäkkých a tvrdých segmentov sa dá zmeniť tvrdosť TPEE z Shore D32 na D80 a jeho elasticita a pevnosť je medzi gumou a plastom. V porovnaní s inými termoplastickými elastomérmi (TPE) má TPEE vyšší modul ako iné TPE s rovnakou tvrdosťou za podmienok nízkeho napätia. Keď je modul dôležitou konštrukčnou podmienkou, TPEE môže znížiť plochu prierezu produktu a znížiť množstvo použitého materiálu.

● Pevnosť v ťahu

V porovnaní s polyuretánovým elastomérom (TPU) sú kompresný modul TPEE a modul v ťahu oveľa vyššie. Keď sa na výrobu rovnakého dielu použijú TPEE a TPU rovnakej tvrdosti, prvý z nich vydrží väčšie zaťaženie. Nad izbovou teplotou má TPEE veľmi vysoký modul ohybu, ktorý je vhodný na výrobu konzolových nosníkov alebo komponentov momentového typu, najmä na výrobu vysokoteplotných komponentov. TPEE má dobrú priľnavosť pri nízkych teplotách a jeho vrubová rázová húževnatosť pri nízkych teplotách je lepšia ako u iných TPE a jeho odolnosť proti opotrebeniu je porovnateľná s odolnosťou TPU. TPEE má vynikajúcu odolnosť proti únave, čo v kombinácii s vysokou elasticitou robí tento materiál ideálnym materiálom pre podmienky viacnásobného cyklického zaťaženia, vhodný na výrobu ozubených kolies, gumových valcov, pružných spojok, remeňov atď.

●Tepelná odolnosť

TPEE má vynikajúcu tepelnú odolnosť. Čím vyššia tvrdosť, tým lepšia tepelná odolnosť. Prevádzková teplota TPEE je veľmi vysoká a dokáže sa prispôsobiť teplote pečenia (150-160 stupeň ) na výrobnej linke pre automobily a má malú stratu mechanických vlastností pri vysokej teplote. Pri použití nad 120 stupňov je pevnosť v ťahu TPEE oveľa vyššia ako pevnosť TPU. Okrem toho má TPEE tiež vynikajúcu odolnosť voči nízkym teplotám. Bod krehkosti TPEE je nižší ako -70 stupeň a čím nižšia je tvrdosť, tým lepšia je odolnosť proti chladu. Väčšinu TPEE možno používať dlhodobo pri -40 stupňoch . Vďaka vyváženému výkonu pri vysokých a nízkych teplotách má TPEE veľmi široký rozsah prevádzkových teplôt a možno ho použiť pri -70-200 stupňoch .

●Chemická stredná odolnosť

TPEE má vynikajúcu odolnosť voči oleju a dokáže odolať väčšine polárnych kvapalných chemických médií (ako sú kyseliny, zásady, amíny a diolové zlúčeniny) pri izbovej teplote. Jeho chemická odolnosť sa zvyšuje so zvyšujúcou sa jeho tvrdosťou. TPEE má dobré vlastnosti proti napučiavaniu a proti priepustnosti pre väčšinu organických rozpúšťadiel, palív a plynov a jeho priepustnosť pre palivo je iba 1/3-1/300 v porovnaní s gumami odolnými voči olejom, ako je chloroprénový kaučuk, chlórsulfónovaný polyetylén, a nitrilový kaučuk.

● Odolnosť voči poveternostným vplyvom a starnutiu

TPEE má vynikajúcu chemickú stabilitu v rôznych vonkajších podmienkach, ako je vodná hmla, ozón a vonkajšia atmosféra. Rovnako ako väčšina termoplastických elastomérov (TPE), bude degradovať pôsobením ultrafialového svetla (ultrafialové svetlo pod 310 nm je hlavným faktorom degradácie). Preto by sa pri vonkajších aplikáciách alebo produktoch vystavených slnečnému žiareniu mali do zloženia pridať prísady na ochranu pred ultrafialovým svetlom, vrátane sadzí a rôznych pigmentov alebo iných tieniacich materiálov. Fenolové antioxidanty a látky tieniace ultrafialovému žiareniu typu benzotriazolu sa môžu použiť spoločne, aby sa účinne zabránilo starnutiu ultrafialovým svetlom.

● Vysoká odolnosť

Aplikácia materiálov TPEE na pružiny môže spôsobiť, že pružiny budú mať dlhú životnosť a pomôžu vlakom hladko rozbehnúť, zrýchliť, spomaľovať a zastaviť. Na rozdiel od kovových pružín nehrdzavie, nezhoršuje sa v prirodzených podmienkach prostredia ani nespôsobuje elastické pretrhnutie a stratu. V porovnaní s gumovými materiálmi má väčšiu znovupoužiteľnosť a môže si zachovať dobrú elasticitu.

●Spracovanie a tvarovanie

TPEE má vynikajúcu stabilitu taveniny a dostatočnú termoplasticitu, takže má dobrú spracovateľnosť a možno ho spracovať rôznymi technikami spracovania termoplastov, ako je extrúzia, vstrekovanie, vyfukovanie, rotačné tvarovanie a odlievanie taveniny. Pri nízkych šmykových rýchlostiach je viskozita taveniny TPEE necitlivá na šmykovú rýchlosť, zatiaľ čo pri vysokých šmykových rýchlostiach viskozita taveniny klesá so zvyšujúcou sa šmykovou rýchlosťou. Keďže tavenina TPEE je veľmi citlivá na teplotu, jej viskozita taveniny sa mení niekoľko až desiatok krát v rozsahu 10 stupňov, takže teplota by mala byť počas tvarovania prísne kontrolovaná.

Záver

V súčasnosti neexistuje jednotný názov pre termoplastické elastoméry. Je zvykom používať anglické skratky. Kvôli jednotnosti sa všetky nazývajú TPE alebo termoplastický elastomér.

(1) TPE=TPR, čo je všeobecný pojem pre všetky termoplastické elastoméry a termoplastické kaučuky. V Číne predstavuje styrénové elastoméry;

(2) V Spojených štátoch, na Taiwane a v iných regiónoch nie sú styrénové elastoméry TPE (SBS, SEBS, SIS matrica) a dynamicky vulkanizovaná guma TPV (EPDM + PP-X) klasifikované a súhrnne sa označujú ako TPR.

(3) EPDM + PP elastoméry patria medzi polyolefínové elastoméry, to znamená, že TPV a TPO sú rovnaký pojem;

(4) Rozdiely medzi polyolefínovými elastomérmi TPV/TPO: a. Spoločné body: TPO a TPV sú vyrobené z EPDM (polyolefínový elastomér) + PP. b. Rozdiely: TPO-polyolefínový termoplastický elastomér; TPV-dynamicky vulkanizovaná termoplastická elastomérna guma; TPO je jednoduchá fyzikálna zmes (čiastočne vulkanizovaná, nízky stupeň zosieťovania) a TPV je plne vulkanizovaný (dynamicky segmentovaný na úrovni mikrónov, plne vulkanizovaný, s veľmi vysokým stupňom zosieťovania).

(5) TPU: odolný proti opotrebeniu, veľká rozťažnosť; slabá elasticita, nie je odolný voči kyselinám, zásadám a olejom. TPV: odolný voči kyselinám, zásadám, olejom, poveternostným vplyvom a vysokej teplote, UV odolnosť, najlepšia elasticita; slabý úsek. TPE/TPR: priemerný výkon vo všetkých aspektoch, najlacnejšia jednotková cena.