Zalety i wady TPE/TPR/TPV/TPU/TPEE

Zalecenia dotyczące produktów:Linie do granulowania elastomerów tomoplastycznych

Elastomer termoplastyczny Jest to przyjazny dla środowiska, niskoemisyjny materiał kompozytowy, który ma właściwości gumy (wysoka elastyczność, trwałe odkształcenie przy ściskaniu itp.) i właściwości przetwórcze tworzywa sztucznego (prosty proces).

TPE jest przyjazny dla środowiska, nietoksyczny i bezpieczny, ma doskonałą zdolność barwienia, miękki w dotyku, odporność na warunki atmosferyczne, odporność na zmęczenie i odporność na temperaturę. Ma doskonałą wydajność przetwarzania i można go poddać recyklingowi, aby obniżyć koszty. Może być formowany wtryskowo, powlekany i łączony z materiałami bazowymi, takimi jak PP, PE, PC, PS, ABS itp., lub formowany samodzielnie.

TPE (elastomer termoplastyczny), który został wyprodukowany na skalę przemysłową na świecie, obejmuje: styreny (SBS, SIS, SEBS, SEPS), olefiny (TP0, TPV), dieny (TPB, TPI), chlorki winylu (TPVC , TCPE), uretany (TPU), estry (TPEE), amidy (TPAE), fluory organiczne (TPF), silikony i etyleny itp., obejmujące prawie wszystkie obszarach kauczuku syntetycznego i żywic syntetycznych.

Pełna dynamiczna wulkanizacja: odnosi się do procesu, w którym faza gumy ulega chemicznemu sieciowaniu pod działaniem środka sieciującego podczas mieszania żywicy termoplastycznej i gumy w stanie stopionym, a następnie jest ścinana i rozbijana na dużą liczbę usieciowanych cząstek gumy o wielkości mikrona za pomocą za pomocą silnego mechanicznego ścinania i rozproszony w ciągłej fazie żywicy termoplastycznej.

Kiedy PP stosuje się jako twardy segment, a EPDM jako miękki segment do mieszania w stanie stopionym, dodaje się środek sieciujący w celu jego wulkanizacji, a mechaniczna duża siła ścinająca mieszalników wewnętrznych, maszyn śrubowych itp. jest wykorzystywana do uzyskania w pełni wulkanizowane cząstki usieciowanego gumy EPDM całkowicie rozproszone w matrycy PP o wielkości mikrona (poniżej 1 mikrona).

★TPV ma odporność na ciepło i niskie odkształcenia przy ściskaniu wulkanizowanej gumy;

★ Doskonała wydajność przetwarzania: można go przetwarzać metodami obróbki termoplastycznej, takimi jak wtrysk i wytłaczanie, co jest wydajne, proste i łatwe, bez dodawania sprzętu, o wysokiej płynności i małym skurczu.

★TPV nie wymaga wulkanizacji i jest łatwy w obróbce, co skraca proces produkcyjny przemysłu gumowego o 1/4, pozwala zaoszczędzić od 25% do 40% zużycia energii i poprawia wydajność od 10 do 20 razy. Można to nazwać kolejną rewolucją materiałowo-procesową w przemyśle gumowym.

★ Lekki ciężar właściwy (0.90-0.97), jednolita jakość wyglądu, wysoka jakość powierzchni i dobre wyczucie.

★TPV może być normalnie używany w stopniach od -60 do +135 stopnia; gdy nie jest obciążony, odporność na wysoką temperaturę może osiągnąć +150 stopni.

★Szeroka gama zastosowań miękkich i twardych, 25A-70D;

★Zaleta łatwego barwienia znacznie zwiększa swobodę projektowania produktu.

★ Ekologiczny i przyjazny dla środowiska, nadający się do recyklingu i bez znaczącego pogorszenia wydajności po sześciu wielokrotnych użyciach

★TPV ma doskonałą odporność na ozon i warunki atmosferyczne;

★TPV ma dynamiczną odporność na zmęczenie, doskonałą odporność na warunki atmosferyczne i dobrą odporność na zużycie;

★ Dobra elastyczność i odporność na odkształcenia ściskające, odporność na środowisko i odporność na starzenie są równoważne gumie EPDM.

★TPV ma doskonałą odporność na korozję w stosunku do kwaśnych i alkalicznych cieczy na bazie wody oraz olejów polarnych

★Odporność TPV na olej i rozpuszczalniki jest porównywalna z odpornością gumy chloroprenowej ogólnego przeznaczenia.

★TPV ma doskonałą odporność na kwasy i zasady oraz jest wysoce odporny na kwasowe i zasadowe środki czyszczące. Może nadal zachować swoje pierwotne właściwości po długotrwałym użytkowaniu w środowisku kwaśnym i zasadowym.

Prosta fizyczna mieszanka PP i EPDM (częściowo wulkanizowana), określana jako TPO.

W Japonii, z wyjątkiem TPU, inne termoplastyczne elastomery są zwykle określane zbiorczo jako TPO, czyli TPO=TPE=TPV=TPR, jak mówią Japończycy; ale obecny TPO jest w zasadzie ulepszony do wysoce wulkanizowanej gumy (podobnej do TPV), ale dodano trochę SEBS w celu modyfikacji, więc musisz zapytać o więcej, spotykając japońskich klientów.

W 1984 roku firma Mitsubishi Chemical z Japonii stworzyła mieszankę o lepszych parametrach, zawierającą SEBS i SEPS jako materiał bazowy, i nazwała ten nasycony TPS na rynku „gumowym”. Dlatego SEBS i SEPS są nie tylko uniwersalne, ale także mieszane w stanie stopionym z tworzywem PP, tworząc TPS typu IPN (tzw. IPN to tak naprawdę polimer, w którym dwie sieci przenikają się nawzajem, dlatego nazywa się to również siecią wzajemnie przenikającą się) związek; większość z nich należy do żywic termoutwardzalnych, ale istnieje również wiele elastomerów termoplastycznych, takich jak TPE, które występują w postaci faz krzyżowo-ciągłych).

IPN-TPS powstający przy użyciu SBS lub SEBS jako materiału bazowego i innych tworzyw konstrukcyjnych można powlekać bezpośrednio bez obróbki wstępnej; powłoka nie jest łatwa do zarysowania i ma pewną odporność na olej. Współczynnik sprężystości nie zmienia się zbytnio w szerokim zakresie temperatur w niskich temperaturach, co znacznie poprawia odporność na zimno i ciepło tworzyw konstrukcyjnych. Związki styrenu i kopolimeryzacja szczepiona gumą mogą również stać się termoplastycznym TPE. Opracowano EPDM/styren, BR/styren, CI-IIR/styren, NR/styren itp.

Streszczenie:

A. Zarówno TPO, jak i TPV należą do termoplastycznych elastomerów poliolefinowych. Aby je rozróżnić, fora TPV zwykle nazywają je poliolefinowymi elastomerami termoplastycznymi (znanymi również jako: częściowo wulkanizowana guma z elastomerów termoplastycznych);

B. TPO (TPO to w zasadzie marka japońskich firm, takich jak Riken TPO) jest podobny do krajowego systemu TPV, z ceną około 45 i bardzo małymi mocami produkcyjnymi (konsumowanymi przez japoński przemysł motoryzacyjny).

W kraju jest on ogólnie nazywany materiałem „TPE”, który zasadniczo należy do termoplastycznego elastomeru styrenu. Styren TPE (za granicą nazywany TPS) jest kopolimerem typu blokowego butadienu lub izoprenu i styrenu, a jego właściwości użytkowe są zbliżone do kauczuku SBR.

Zalety:Ma wysoką elastyczność gumy i właściwości formowania wtryskowego; jest przyjazny dla środowiska, nietoksyczny i bezpieczny, ma doskonałą zdolność barwienia, miękki w dotyku, odporność na warunki atmosferyczne, odporność na zmęczenie i odporność na temperaturę, doskonałe parametry przetwarzania, nie ma potrzeby wulkanizacji, może być poddawany recyklingowi w celu zmniejszenia kosztów, może być wtórnie formowany wtryskowo, powlekany i łączone z materiałami podstawowymi, takimi jak PP, PE, PC, PS, ABS itp., lub mogą być formowane samodzielnie.

Wady:Największym problemem SBS i SIS jest słaba odporność na ciepło, a temperatura użytkowania na ogół nie może przekraczać 80 stopni. Jednocześnie jego wytrzymałości, wydłużenia, odporności na warunki atmosferyczne, odporności na olej, odporności na zużycie itp. Nie można porównać z gumą.

W ostatnich latach Stany Zjednoczone, Europa i inne kraje wprowadziły na nim szereg ulepszeń wydajności, a SEBS i SEPS, czyli nasycone uwodornione SBS i SIS, pojawiały się jeden po drugim. SEBS (z uwodornionym BR jako segmentem miękkim) i SEPS (z uwodornionym IR jako segmentem miękkim) mogą znacznie poprawić udarność, a także mieć dobrą odporność na warunki atmosferyczne i odporność na starzenie cieplne.

Zmodyfikowany TPE wytrzymuje temperatury do 110 stopni. Seria trudnopalnych i bezhalogenowych środków zmniejszających palność V0 z TPE modyfikowanego SEBS/SEPS jest powszechnie stosowana w kablach słuchawkowych Apple i innych zastosowaniach ze względu na ich dobre właściwości rozciągające i gładką powierzchnię. Główni producenci pochodzą z Tajwanu, ale cena jest droga.

TPR zostało po raz pierwszy wymyślone przez Amerykanów. W tamtym czasie nie było jednolitej nazwy elastomerów termoplastycznych. Zwyczajowo używano angielskich skrótów TPR do oznaczania kauczuku termoplastycznego i TPE do oznaczania elastomeru termoplastycznego (oba są używane w odpowiednich materiałach i książkach); i zastosowano go do prostych mieszanek PP i EPDM. Później TPV typu PP/EPDM firmy AES (początkowo nazywany TPR, a później zmieniony na TPV) również używał tej nazwy. Później nazwa ta mogła zostać nazwana przez Tajwańczyków i stała się popularna na kontynencie.

Niezależnie jak się to nazywa za granicą, TPR i styren TPE w Chinach należą obecnie do tego samego pojęcia, reprezentując termoplastyczne kopolimery blokowe styren-butadien-styren, które potocznie nazywane są termoplastycznym kauczukiem styrenowo-butadienowym, czyli TPE=styren TPE w Chinach.

Jednakże, ze względów historycznych i tłumaczeniowych, chiński skrót TPV (termoplastyczna dynamiczna wulkanizowana guma) to kauczuk termoplastyczny (angielski: kauczuk termoplastyczny), czyli TPR. Dlatego nie mówimy naszym klientom, że nasz materiał PP/EPDM TPV nazywa się TPR, ponieważ niektórzy klienci mogą myśleć, że jest to elastomer styrenowy. Jeśli jest oparty na SBS, cena jest znacznie niższa niż TPV.

Termoplastyczny elastomer poliestrowy, określany jako TPEE lub COPE, jest rodzajem liniowego kopolimeru blokowego zawierającego twardy segment poliestru PBT (tereftalan butylenu) (faza krystaliczna) i miękki segment poliestru alifatycznego lub polieteru (faza amorficzna). TPEE to wysokowydajny elastomer klasy inżynieryjnej, posiadający zalety wysokiej wytrzymałości mechanicznej, dobrej elastyczności, odporności na uderzenia, odporności na pełzanie, odporności na zimno, odporności na zmęczenie zginające, odporności na olej, odporności na korozję chemiczną i rozpuszczalnikową itp. Ma dobrą przetwarzalność i mogą być wypełniane, wzmacniane i stopowane. Jest szeroko stosowany w częściach samochodowych, wężach hydraulicznych, kablach i przewodach, urządzeniach elektronicznych, produktach przemysłowych, artykułach papierniczych, biomateriałach i innych dziedzinach.

Właściwości fizyczne i chemiczne TPEE:

● Właściwości mechaniczne

Dostosowując stosunek segmentów miękkich i twardych, twardość TPEE można zmienić z Shore D32 na D80, a jego elastyczność i wytrzymałość mieszczą się pomiędzy gumą a tworzywem sztucznym. W porównaniu z innymi elastomerami termoplastycznymi (TPE), TPEE ma wyższy moduł sprężystości niż inne TPE o tej samej twardości w warunkach niskiego naprężenia. Gdy moduł jest ważnym warunkiem projektowym, TPEE może zmniejszyć pole przekroju poprzecznego produktu i zmniejszyć ilość użytego materiału.

● Wytrzymałość na rozciąganie

W porównaniu z elastomerem poliuretanowym (TPU) moduł sprężystości przy ściskaniu i moduł rozciągania TPEE jest znacznie wyższy. Kiedy do wykonania tej samej części użyte zostaną TPEE i TPU o tej samej twardości, ten pierwszy może wytrzymać większe obciążenie. Powyżej temperatury pokojowej TPEE ma bardzo wysoki moduł zginania, który nadaje się do wytwarzania belek wspornikowych lub elementów typu moment obrotowy, szczególnie do wytwarzania elementów wysokotemperaturowych. TPEE ma dobrą zgodność w niskich temperaturach, a jego udarność z karbem w niskich temperaturach jest lepsza niż w przypadku innych TPE, a jego odporność na zużycie jest porównywalna z odpornością TPU. TPEE charakteryzuje się doskonałą odpornością na zmęczenie, co w połączeniu z dużą elastycznością czyni ten materiał idealnym materiałem do zastosowań w warunkach wielu cyklicznych obciążeń, nadającym się do produkcji przekładni, rolek gumowych, sprzęgieł elastycznych, pasów itp.

●Odporność na ciepło

TPEE ma doskonałą odporność na ciepło. Im wyższa twardość, tym lepsza odporność na ciepło. Temperatura robocza TPEE jest bardzo wysoka i można ją dostosować do temperatury pieczenia (150-160 stopni) na linii produkcyjnej samochodów, a ponadto wykazuje niewielką utratę właściwości mechanicznych w wysokiej temperaturze. W przypadku stosowania w temperaturze powyżej 120 stopni wytrzymałość na rozciąganie TPEE jest znacznie wyższa niż TPU. Ponadto TPEE ma również doskonałą odporność na niskie temperatury. Temperatura kruchości TPEE jest niższa niż -70 stopnia, a im niższa twardość, tym lepsza odporność na zimno. Większość TPEE może być używana przez długi czas w temperaturze -40. Dzięki zrównoważonej wydajności w wysokich i niskich temperaturach, TPEE ma bardzo szeroki zakres temperatur roboczych i może być stosowany w temperaturze -70-200.

●Odporność na czynniki chemiczne

TPEE ma doskonałą odporność na olej i może wytrzymać większość polarnych ciekłych mediów chemicznych (takich jak kwasy, zasady, aminy i związki dioli) w temperaturze pokojowej. Jego odporność chemiczna wzrasta wraz ze wzrostem twardości. TPEE ma dobre właściwości zapobiegające pęcznieniu i przenikaniu większości organicznych rozpuszczalników, paliw i gazów, a jego przepuszczalność paliwa wynosi tylko 1/3-1/300 w stosunku do kauczuków olejoodpornych, takich jak kauczuk chloroprenowy, chlorosulfonowany polietylen, i kauczuk nitrylowy.

● Odporność na warunki atmosferyczne i starzenie

TPEE ma doskonałą stabilność chemiczną w różnych warunkach zewnętrznych, takich jak mgła wodna, ozon i atmosfera zewnętrzna. Podobnie jak większość elastomerów termoplastycznych (TPE), ulegnie degradacji pod wpływem światła ultrafioletowego (światło ultrafioletowe poniżej 310 nm jest głównym czynnikiem degradacji). Dlatego w przypadku zastosowań zewnętrznych lub produktów narażonych na działanie promieni słonecznych do receptury należy dodać dodatki chroniące przed promieniowaniem ultrafioletowym, w tym sadzę i różne pigmenty lub inne materiały ekranujące. Przeciwutleniacze fenolowe i środki chroniące przed promieniowaniem ultrafioletowym typu benzotriazolu można stosować razem, aby skutecznie zapobiegać starzeniu się pod wpływem światła ultrafioletowego.

● Wysoka odporność

Zastosowanie materiałów TPEE w sprężynach może zapewnić długą żywotność sprężyn i pomóc pociągom w płynnym uruchamianiu, przyspieszaniu, zwalnianiu i zatrzymywaniu. W przeciwieństwie do sprężyn metalowych nie rdzewieje, nie ulega zniszczeniu w naturalnych warunkach środowiskowych ani nie powoduje pęknięcia i utraty elastyczności. W porównaniu z materiałami gumowymi ma większą możliwość ponownego użycia i może zachować dobrą elastyczność.

●Przetwarzanie i formowanie

TPEE ma doskonałą stabilność stopu i wystarczającą termoplastyczność, dzięki czemu ma dobrą przetwarzalność i może być przetwarzany różnymi technikami przetwarzania termoplastycznego, takimi jak wytłaczanie, wtrysk, formowanie z rozdmuchem, formowanie rotacyjne i odlewanie ze stopu. Przy małych szybkościach ścinania lepkość stopu TPEE jest niewrażliwa na szybkość ścinania, natomiast przy dużych szybkościach ścinania lepkość stopu zmniejsza się wraz ze wzrostem szybkości ścinania. Ponieważ stop TPEE jest bardzo wrażliwy na temperaturę, lepkość jego stopu zmienia się od kilku do kilkudziesięciu razy w zakresie 10 stopni, dlatego podczas formowania należy ściśle kontrolować temperaturę.

Wniosek

Obecnie nie ma jednolitej nazwy elastomerów termoplastycznych. Zwyczajowo używa się skrótów angielskich. Ze względu na jednolitość wszystkie nazywane są TPE lub elastomerem termoplastycznym.

(1) TPE=TPR – jest to ogólne określenie wszystkich termoplastycznych elastomerów i kauczuków termoplastycznych. W Chinach reprezentuje elastomery styrenowe;

(2) W Stanach Zjednoczonych, na Tajwanie i w innych regionach elastomery styrenowe TPE (SBS, SEBS, matryca SIS) i guma wulkanizowana dynamicznie TPV (EPDM + PP-X) nie są klasyfikowane i określane są zbiorczo jako TPR.

(3) Elastomery EPDM + PP należą do elastomerów poliolefinowych, co oznacza, że ​​TPV i TPO to to samo pojęcie;

(4) Różnice pomiędzy elastomerami poliolefinowymi TPV/TPO: Punkty wspólne: TPO i TPV są wykonane z EPDM (elastomeru poliolefinowego) + PP. B. Różnice: TPO-poliolefinowy elastomer termoplastyczny; TPV-dynamicznie wulkanizowany termoplastyczny elastomer gumowy; TPO to prosta mieszanka fizyczna (częściowo wulkanizowana, o niskim stopniu usieciowania), a TPV jest w pełni wulkanizowana (dynamiczna segmentacja na poziomie mikronów, w pełni wulkanizowana, o bardzo wysokim stopniu usieciowania).

(5) TPU: odporny na zużycie, duży rozciągliwy; słaba elastyczność, nieodporność na kwasy, zasady i oleje. TPV: odporny na kwasy, zasady, oleje, warunki atmosferyczne i wysoką temperaturę, odporność na promieniowanie UV, najlepsza elastyczność; słabe rozciągnięcie. TPE/TPR: przeciętna wydajność pod każdym względem, najniższa cena jednostkowa.