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

Doporučení produktu:Thomoplastické elastomery peletizační linky

Termoplastický elastomer Jedná se o ekologický, nízkouhlíkový kompozitní materiál, který má vlastnosti pryže (vysoká elasticita, tlaková trvalá deformace atd.) a zpracovatelské vlastnosti plastu (jednoduchý proces).

TPE je šetrný k životnímu prostředí, netoxický a bezpečný a má vynikající barvitelnost, měkký dotek, odolnost proti povětrnostním vlivům, odolnost proti únavě a teplotní odolnost. Má vynikající zpracovatelský výkon a lze jej recyklovat, aby se snížily náklady. Může být druhotně vstřikován, potažen a spojen se základními materiály, jako je PP, PE, PC, PS, ABS atd., nebo lisován samostatně.

TPE (termoplastický elastomer), který se průmyslově vyrábí ve světě, zahrnuje: styreny (SBS, SIS, SEBS, SEPS), olefiny (TP0, TPV), dieny (TPB, TPI), vinylchloridy (TPVC , TCPE), uretany (TPU), estery (TPEE), amidy (TPAE), organické fluory (TPF), silikony a ethyleny atd., pokrývající téměř všechny oblasti syntetického kaučuku a syntetických pryskyřic.

Dynamická úplná vulkanizace: označuje proces, při kterém kaučuková fáze podléhá chemickému zesíťování působením zesíťovacího činidla, když se termoplastická pryskyřice a kaučuk mísí v tavenině, a je rozřezána a rozbita na velké množství zesítěných kaučukových částic o velikosti mikronů. pomocí silného mechanického střihu a dispergován v kontinuální fázi termoplastické pryskyřice.

Když se PP používá jako tvrdý segment a EPDM se používá jako měkký segment pro míchání taveniny, přidává se síťovací činidlo k jeho vulkanizaci a mechanická vysoká smyková síla vnitřních mísičů, šnekových strojů atd. se používá k úplnému zhotovení částice vulkanizovaného EPDM zesíťovaného kaučuku plně dispergované v matrici PP o velikosti mikronů (méně než 1 mikron).

★TPV má tepelnou odolnost a nízké kompresní deformační vlastnosti vulkanizované pryže;

★Vynikající zpracovatelský výkon: Může být zpracován metodami zpracování termoplastů, jako je vstřikování a vytlačování, což je účinné, jednoduché a snadné, bez přidání zařízení, vysokou tekutostí a malým smrštěním.

★TPV nevyžaduje vulkanizaci a snadno se zpracovává, což zkracuje výrobní proces gumárenského průmyslu o 1/4, ušetří 25 % až 40 % spotřeby energie a 10 až 20krát zvyšuje účinnost. Lze to nazvat další materiálovou a procesní technologickou revolucí v gumárenském průmyslu.

★Nízká měrná hmotnost (0.90-0,97), jednotná kvalita vzhledu, vysoká kvalita povrchu a dobrý pocit.

★TPV lze normálně používat při -60 stupních až +135 stupních ; když není pod zatížením, může odolnost vůči vysokým teplotám dosáhnout +150 stupňů.

★Široká škála měkkých a tvrdých aplikací, 25A-70D;

★Výhoda snadného barvení výrazně zvyšuje svobodu designu produktu.

★ Zelené a šetrné k životnímu prostředí, recyklovatelné a bez výrazného snížení výkonu po šesti opakovaných použitích

★TPV má vynikající odolnost vůči ozónu a povětrnostním vlivům;

★TPV má dynamickou odolnost proti únavě, vynikající odolnost proti povětrnostním vlivům a dobrou odolnost proti opotřebení;

★Dobrá elasticita a odolnost proti deformaci tlakem, odolnost vůči okolnímu prostředí a odolnost proti stárnutí jsou ekvivalentní pryži EPDM.

★TPV má vynikající odolnost proti korozi vůči kyselým a alkalickým kapalinám a polárním olejům na vodní bázi

★ Odolnost TPV vůči oleji a rozpouštědlům je srovnatelná s odolností chloroprenového kaučuku pro všeobecné použití.

★TPV má vynikající odolnost vůči kyselinám a zásadám a je vysoce odolný vůči kyselým a zásaditým čisticím prostředkům. I po dlouhodobém používání v kyselém a alkalickém prostředí si stále může zachovat své původní vlastnosti.

Jednoduchá fyzikální směs PP a EPDM (částečně vulkanizovaná), označovaná jako TPO.

V Japonsku, s výjimkou TPU, jsou ostatní termoplastické elastomerní materiály obvykle souhrnně označovány jako TPO, tedy TPO=TPE=TPV=TPR, jak říkají Japonci; ale současné TPO je v zásadě vylepšeno na vysoce vulkanizovanou gumu (podobně jako TPV), ale pro úpravu je přidán nějaký SEBS, takže se musíte více ptát, když potkáte japonské zákazníky.

V roce 1984 vyrobila společnost Mitsubishi Chemical of Japan lepší výkonnou směs se SEBS a SEPS jako základním materiálem a nazvala tento nasycený TPS „Rubberron“ pro trh. Proto jsou SEBS a SEPS nejen univerzální, ale také se v tavenině mísí s PP plastem za vzniku TPS typu IPN (tzv. IPN je vlastně polymer, ve kterém se dvě sítě vzájemně prostupují, proto se také nazývá interpenetrating network většina z nich patří k termosetovým pryskyřicím, ale existuje také mnoho termoplastických elastomerů, jako je TPE, které se objevují ve formě křížově spojitých fází).

IPN-TPS vytvořený s použitím SBS nebo SEBS jako základního materiálu a další technické plasty mohou být přímo potaženy bez předběžné úpravy; povlak se nedá snadno poškrábat a má určitou odolnost vůči oleji. Koeficient pružnosti se v širokém teplotním rozsahu při nízkých teplotách příliš nemění, což výrazně zlepšuje odolnost technických plastů vůči chladu a teplu. Termoplastickým TPE se mohou stát také styrenové sloučeniny a kopolymerace roubováním kaučuku. Byly vyvinuty EPDM/styren, BR/styren, CI-IIR/styren, NR/styren atd.

Shrnutí:

A. TPO i TPV patří k polyolefinovým termoplastickým elastomerům. Aby je bylo možné odlišit, fóra TPV je obvykle označují jako polyolefinové termoplastické elastomery (také známé jako: částečně vulkanizovaná pryž z termoplastických elastomerů);

b. TPO (TPO je v podstatě obchodní značka japonských společností, např. Riken TPO) je obdobou domácího systému TPV s cenou kolem 45 a velmi malou výrobní kapacitou (spotřebovanou japonským automobilovým průmyslem).

V tuzemsku se mu obecně říká „TPE“ materiál, který v podstatě patří mezi styrenový termoplastický elastomer. Styren TPE (v zahraničí nazývaný TPS) je kopolymer butadienu nebo isoprenu a styrenového blokového typu a svým výkonem se blíží pryži SBR.

výhody:Má vysokou elasticitu pryže a vlastnosti vstřikování; je šetrný k životnímu prostředí, netoxický a bezpečný, má vynikající barvitelnost, měkký dotek, odolnost proti povětrnostním vlivům, odolnost proti únavě a teplotní odolnost, vynikající zpracovatelský výkon, není potřeba vulkanizace, lze recyklovat za účelem snížení nákladů, lze sekundární vstřikování, potah a pojena se základními materiály, jako je PP, PE, PC, PS, ABS atd., nebo může být lisována samostatně.

Nevýhody:Největším problémem SBS a SIS je špatná tepelná odolnost a teplota použití obecně nemůže překročit 80 stupňů. Přitom její pevnost, tažnost, odolnost proti povětrnostním vlivům, olejivzdornost, odolnost proti opotřebení atd. nelze srovnávat s pryží.

V posledních letech na něm Spojené státy, Evropa a další země provedly řadu vylepšení výkonu a SEBS a SEPS, což jsou nasycené hydrogenované SBS a SIS, se objevily jeden po druhém. SEBS (s hydrogenovaným BR jako měkkým segmentem) a SEPS (s hydrogenovaným IR jako měkkým segmentem) mohou výrazně zlepšit rázovou houževnatost a také mají dobrou odolnost proti povětrnostním vlivům a tepelnému stárnutí.

Upravený TPE odolává teplotám až 110 stupňů. V0 samozhášecí a bezhalogenové samozhášecí řady modifikovaných TPE SEBS/SEPS se běžně používají v kabelech pro sluchátka Apple a dalších aplikacích díky jejich dobrým vlastnostem v tahu a hladkému povrchu. Hlavní výrobci jsou z Tchaj-wanu, ale cena je drahá.

TPR poprvé vytvořili Američané. V té době neexistoval jednotný název pro termoplastické elastomery. Bylo zvykem používat anglické zkratky TPR pro označení termoplastické pryže a TPE pro označení termoplastického elastomeru (obojí se používají v příslušných materiálech a knihách); a byl aplikován na jednoduché směsi PP a EPDM. Později tento název používal také typ TPV PP/EPDM od AES (původně nazývaný TPR a později se změnil na TPV). Později toto jméno mohlo být nazýváno Tchajwanci a stalo se populární na pevnině.

Bez ohledu na to, jak se tomu v zahraničí říká, TPR a styren TPE v Číně v současnosti patří ke stejnému konceptu, představují termoplastické styren-butadien-styrenové blokové kopolymery, které se běžně nazývají termoplastický styren-butadienový kaučuk, tedy TPE=styren TPE v Číně.

Kvůli historickým a překladatelským problémům je však čínská zkratka TPV (termoplastická dynamická vulkanizovaná pryž) termoplastická pryž (anglicky: Thermoplastic Rubber), tedy TPR. To je důvod, proč našim zákazníkům neříkáme, že náš PP/EPDM TPV materiál se nazývá TPR, protože někteří zákazníci si mohou myslet, že se jedná o styrenový elastomer. Pokud je založen na SBS, cena je mnohem nižší než TPV.

Termoplastický polyesterový elastomer, označovaný jako TPEE nebo COPE, je typ lineárního blokového kopolymeru obsahujícího PBT (polybutylentereftalát) polyesterový tvrdý segment (krystalická fáze) a alifatický polyester nebo polyether (amorfní fáze) měkký segment. TPEE je vysoce výkonný elastomer technické kvality s výhodami vysoké mechanické pevnosti, dobré elasticity, rázové houževnatosti, odolnosti proti tečení, odolnosti proti chladu, odolnosti proti únavě v ohybu, odolnosti proti olejům, chemické a rozpouštědlové korozi atd. Má dobrou zpracovatelnost a mohou být plněny, vyztuženy a legovány. Je široce používán v automobilových součástech, hydraulických hadicích, kabelech a drátech, elektronických zařízeních, průmyslových výrobcích, papírnictví, biomateriálech a dalších oborech.

Fyzikální a chemické vlastnosti TPEE:

● Mechanické vlastnosti

Úpravou poměru měkkých a tvrdých segmentů lze tvrdost TPEE změnit z Shore D32 na D80 a jeho elasticita a pevnost je mezi pryží a plastem. Ve srovnání s jinými termoplastickými elastomery (TPE) má TPEE vyšší modul než jiné TPE se stejnou tvrdostí za podmínek nízké deformace. Když je modul důležitou podmínkou návrhu, TPEE může snížit plochu průřezu produktu a snížit množství použitého materiálu.

● Pevnost v tahu

Ve srovnání s polyuretanovým elastomerem (TPU) je modul komprese a modul v tahu TPEE mnohem vyšší. Když se k výrobě stejného dílu použijí TPEE a TPU stejné tvrdosti, první snese větší zatížení. Nad pokojovou teplotou má TPEE velmi vysoký modul ohybu, který je vhodný pro výrobu konzolových nosníků nebo komponentů krouticího typu, zejména pro výrobu vysokoteplotních komponent. TPEE má dobrou poddajnost při nízkých teplotách a jeho vrubová rázová houževnatost při nízkých teplotách je lepší než u jiných TPE a jeho odolnost proti opotřebení je srovnatelná s odolností TPU. TPEE má vynikající odolnost proti únavě, což v kombinaci s jeho vysokou elasticitou dělá z tohoto materiálu ideální materiál pro vícenásobné cyklické zatížení, vhodný pro výrobu ozubených kol, pryžových válečků, pružných spojek, řemenů atd.

● Tepelná odolnost

TPEE má vynikající tepelnou odolnost. Čím vyšší tvrdost, tím lepší tepelná odolnost. Provozní teplota TPEE je velmi vysoká a může se přizpůsobit teplotě pečení (150-160 stupňů ) na výrobní lince pro automobily a má malou ztrátu mechanických vlastností při vysoké teplotě. Při použití nad 120 stupňů je pevnost v tahu TPEE mnohem vyšší než u TPU. Kromě toho má TPEE také vynikající odolnost vůči nízkým teplotám. Křehký bod TPEE je nižší než -70 stupeň a čím nižší je tvrdost, tím lepší je odolnost proti chladu. Většinu TPEE lze používat po dlouhou dobu při -40 stupních . Díky vyváženému výkonu při vysokých a nízkých teplotách má TPEE velmi široký rozsah provozních teplot a lze jej používat při -70-200 stupních .

●Střední chemická odolnost

TPEE má vynikající odolnost vůči oleji a odolává většině polárních kapalných chemických médií (jako jsou kyseliny, zásady, aminy a diolové sloučeniny) při pokojové teplotě. Jeho chemická odolnost se zvyšuje s rostoucí tvrdostí. TPEE má dobré vlastnosti proti bobtnání a prostupu pro většinu organických rozpouštědel, paliv a plynů a jeho propustnost pro palivo je pouze 1/3-1/300 propustnosti oleji odolných pryží, jako je chloroprenová pryž, chlorsulfonovaný polyethylen, a nitrilový kaučuk.

● Odolnost vůči povětrnostním vlivům a stárnutí

TPEE má vynikající chemickou stabilitu za různých vnějších podmínek, jako je vodní mlha, ozón a venkovní atmosféra. Jako většina termoplastických elastomerů (TPE) se degraduje působením ultrafialového světla (ultrafialové světlo pod 310 nm je hlavním faktorem degradace). Proto pro venkovní aplikace nebo produkty vystavené slunečnímu záření by měly být do složení přidány přísady na ochranu proti ultrafialovému záření, včetně sazí a různých pigmentů nebo jiných stínících materiálů. Fenolové antioxidanty a látky stínící ultrafialové záření benzotriazolového typu lze použít společně, aby se účinně zabránilo stárnutí ultrafialovým světlem.

● Vysoká odolnost

Aplikace materiálů TPEE na pružiny může zajistit, že pružiny budou mít dlouhou životnost a pomohou vlakům hladce rozjíždět, zrychlovat, zpomalovat a zastavovat. Na rozdíl od kovových pružin nekoroduje, nezhoršuje se za přirozených podmínek prostředí ani nezpůsobuje elastické prasknutí a ztrátu. Ve srovnání s pryžovými materiály má větší znovupoužitelnost a může si zachovat dobrou elasticitu.

●Zpracování a lisování

TPEE má vynikající stabilitu taveniny a dostatečnou termoplasticitu, takže má dobrou zpracovatelnost a může být zpracován různými technikami zpracování termoplastů, jako je vytlačování, vstřikování, vyfukování, rotační tvarování a lití z taveniny. Při nízkých smykových rychlostech je viskozita taveniny TPEE necitlivá na smykovou rychlost, zatímco při vysokých smykových rychlostech viskozita taveniny klesá s rostoucí smykovou rychlostí. Vzhledem k tomu, že tavenina TPEE je velmi citlivá na teplotu, její viskozita taveniny se mění několikrát až desítkykrát v rozsahu 10 stupňů, takže teplota by měla být během tvarování přísně kontrolována.

Závěr

V současné době neexistuje jednotný název pro termoplastické elastomery. Je zvykem používat anglické zkratky. Kvůli jednotnosti se všechny nazývají TPE nebo termoplastický elastomer.

(1) TPE=TPR, což je obecný termín pro všechny termoplastické elastomery a termoplastické kaučuky. V Číně představuje styrenové elastomery;

(2) Ve Spojených státech, na Tchaj-wanu a dalších regionech nejsou styrenové elastomery TPE (SBS, SEBS, SIS matrice) a dynamicky vulkanizovaná pryž TPV (EPDM + PP-X) klasifikovány a jsou souhrnně označovány jako TPR.

(3) Elastomery EPDM + PP patří k polyolefinovým elastomerům, to znamená, že TPV a TPO jsou stejný koncept;

(4) Rozdíly mezi polyolefinovými elastomery TPV/TPO: a. Společné body: TPO a TPV jsou oba vyrobeny z EPDM (polyolefinový elastomer) + PP. b. Rozdíly: TPO-polyolefinový termoplastický elastomer; TPV-dynamicky vulkanizovaný termoplastický elastomerní kaučuk; TPO je jednoduchá fyzikální směs (částečně vulkanizovaná, nízký stupeň zesíťování) a TPV je plně vulkanizovaný (dynamicky segmentovaný na mikronové úrovni plně vulkanizovaný, s velmi vysokým stupněm zesíťování).

(5) TPU: odolný proti opotřebení, velká roztažnost; špatná elasticita, není odolný vůči kyselinám, zásadám a olejům. TPV: odolný vůči kyselinám, zásadám, oleji, povětrnostním vlivům a vysokým teplotám, odolnost proti UV záření, nejlepší elasticita; špatné protažení. TPE/TPR: průměrný výkon ve všech ohledech, nejlevnější jednotková cena.