ТПЭ – общее наименование термопластичных эластомеров, именуемых также термоэластопластами. ТПЭ представляет собой каучукоподобный материал, переработка которого может осуществляться с использованием термопластических технологий, таких как литье под давлением, двухкомпонентное формование или экструзия. Термопластичные эластомеры (ТПЭ) представляют собой соединения, производимые из термопластичных материалов, таких как ПП, ПБТ или ПА, в сочетании с мягким каучуковым материалом, чаще всего содержащим такие добавки, как масло и наполнитель.
В 60-е годы прошлого века термопластичные материалы стремительно завоевывали все новые и новые сферы. В те времена резиновые смеси (термореактопласты) уже приобрели популярность на автомобильном рынке, однако являлись довольно дорогостоящими, труднопроизводимыми и плохо поддающимися переработке.
Новые тенденции в моде (более яркие цвета, обрезинивание поверхностей и пр.) повлекли за собой увеличение спроса на мягкий, более дешевый и легко производимый материал. Этот рост продолжился и в 70-е годы, когда началось крупномасштабное производство ТПЭ.
В настоящее время существует широкий ассортимент различных типов термопластичных эластомеров (ТПЭ), например:
В повседневном употреблении “Э” зачастую отбрасывается, в результате чего речь идет о ТПО, ТПС, ТПВ, ТПЭ, ТПУ и ТПА.
Все сочетания твердых и мягких сортов ТПЭ имеют свойства, аналогичные каучуку, и различаются только уровнями термостойкости, химической стойкости и гибкости, а также способностью к восстановлению после снятия нагрузки (остаточной деформацией при сжатии).
Недостатками ТПЭ по сравнению с традиционными термореактивными полимерами являются их более низкие эксплуатационные характеристики. ТПЭ имеют более низкую термостойкость, химическую стойкость и худшую формоустойчивость (остаточную деформацию сжатия) после воздействия нагрузки.
К основным преимуществам термопластичных эластомеров относятся более легкое превращение (и более низкие энергозатраты по сравнению с термореактопластами) посредством традиционных термопластических технологий, таких как литье под давлением, экструзия, горячее формование, выдувное формование и др. Кроме того, ТПЭ могут легко окрашиваться и переформовываться в различные термопласты с хорошим прилипанием.
ТПЭ производятся многими изготовителями компаундов, такими как Enplast и Ravago (Ensoft, Enflex, Sconablend), Kraiburg, Tecknor Apex, AES, Elasto, Softer, под такими фирменными наименованиями, как Dryflex, Sarlink, Monprene, Santoprene, Laprene и Forprene. В отдельных регионах также активно действуют более мелкие производители.
Производители нефтехимической продукции также осуществляют выпуск отдельных семейств ТПЭ, например, EG DSM со своей маркой Arnitel (ТПЭ-Э), Celanese с маркой Riteflex (ТПЭ-Э), DuPont с маркой Hytrel (ТПЭ-Э), Arkema с маркой Pebax (ТПА) и Dow с маркой Engage (ТПО).
Смотрите также: Химическая структура и получение термопластичного полиэфирного эластомера
Название и обозначения
Класс, группа материалов
Общая характеристика и свойства
(приводятся характерные значения показателей для литьевых марок, выпускаемых современной промышленностью)
Эластичные детали автомобилей. Покрытие внутренних дверных ручек. Уплотнители дверей. Демпфирующие детали. Пыльники. Чехлы шарниров. Гусеничные цепи снегоходов. Бытовая техника. Эластичные прокладки для пультов управления. Детали кухонных комбайнов. Наушники. Электробигуди. Эластичные детали технического назначения. Уплотнения гидравлических цилиндров, клапанов. Диафрагмы, работающие под вакуумом. Пружинистые и демпфирующие элементы. Уплотнения для газовых линий. Ленты конвейеров. Бесшумные зубчатые колеса. Мягкие клавиши. Рукоятки ручного инструмента. Детали спортивной обуви. Подошвы ботинок. Спортивные товары. Оправы спортивных солнцезащитных очков. Мячи для гольфа (внешняя часть). Упаковка. Уплотнения для парфюмерии. Эластичные колпачки для флаконов. Пуговицы для спортивной и др. одежды. Ремешки для часов. Ласты. Протезы ступней.
Примечания: Температура материального цилиндра может значительно отличаться от фактической температуры расплава из-за диссипативного тепловыделения при течении вязкой жидкости и других факторов. Фактическую температуру расплава нельзя определить путем ее измерении при открытой литьевой форме.
Типичные проблемы литья под давлением
Недолив. Облой. Низкое качество спаев. Подгары и неоднородность цвета из-за термоокислительной деструкции и механодеструкции в материальном цилиндре литьевой машины и литниковой системе. Проблемы уплотнения: утяжины, волнистая поверхность. Несоответствие размеров. Коробление с потерей устойчивости. Залипание отливки в форме (для марок с низкой твердостью). Длительный цикл литья. Слабая адгезия при 2-х компонентном литье.
Технологическая усадка при литье под давлением
Примечания: Технологическая усадка литьевых термопластичных материалов может выходить за пределы диапазона значений, определенного на стандартных образцах. Она зависит от конструкции изделия и литьевой формы, а также технологического режима литья. Подробнее о колебании усадки. Усадочное поведение термопластичных эластомеров отличается высокой сложностью, и может значительно изменяться от марки к марке при изменении твердости материала. Термопластичные эластомеры с малой твердостью могут давать отрицательную технологическую усадку.
Термоэластопласты широко востребованы во многих отраслях деятельности. Некоторые люди считают материал вредным для здоровья, поскольку он имеет полимерную основу и по характеристикам напоминает резину. Эксперты компании «Углич-Пласт» готовы доказать, что это лишь навеянные конкурентами стереотипы. Мы объективно расскажем, какой вред термопластичного эластомера и что о нем думают потребители.
Вреден ли ТЭП (ТПЭ, TPE) и насколько
Термоэластопласты являются смесью синтетического каучука (SEBS или SBS), масла и минеральных наполнителей. Из-за такого состава полимерные композиции и готовые изделия на их основе не разлагаются в атмосфере. Поэтому при неправильной утилизации материал загрязняет окружающую среду. Причем эта особенность характерна всем химическим соединениям.
Действительно, ТЭП нельзя назвать экологически чистым продуктом, но все не настолько серьезно, как рассказывают маркетологи. Недостаток полимерного эластомера с лихвой компенсируется его весомым преимуществом — способностью к вторичной переработке на экструдере. Многократная обработка сокращает выбросы продукции в атмосферу и затраты на производство ТЭП, а потому и удешевляет изготовление готового товара.
В отзывах о термопластичном эластомере некоторые потребители говорят о специфичном запахе. Эта проблема особенно актуальна в пищевой промышленности, где ТЭП часто используют в производстве пластиковой посуды. Скорее всего, авторы этих комментариев покупали самую дешевую продукцию из некачественного эластомера. Добросовестные производители TPE добавляют в состав высококачественные масла, которые не дают неприятный запах и не ухудшают качество пищи.
Отзывы о термоэластопластах
В целом отзывы о полимерных композициях положительные. Потребители и производители изделий отмечают следующие преимущества материала:
Для покупки экологически чистых полимерных композиций обращайтесь в компанию «Углич-пласт». Мы используем стандартные рецептуры или создадим уникальный состав под индивидуальные требования заказчика. В процессе производства выполняется непрерывный контроль качества, а готовая продукция проходит сертификацию по требованиям ГОСТов.
ТЭПы не требуют вулканизации, как резины, и обладают такой же прочностью, как и вулканизированный каучук.
Применение ТЭПов обеспечивает низкие затраты на производство и высокую производительность.
Главные функциональные свойства Термоэластопластов:
ТЭПы обладают всеми этими характеристиками, что придает ему Уникальность!
Виды TPE?
По своей структуре, Tермоэластопласты делятся на основные виды:
Что такое TPV?
Термопластичный вулканизат
TPV более 30 лет активно заменяют термореактивные каучуки, резины. ТПВ, один из перспективных видов Термоэластопластов соединяет в себе уникальность функциональных свойств Термопласта и Эластомера. В большинстве случаев, Эластомером (мягкой фазой) выступает каучук EPDM, (жесткой фазой) Термопластом – Полипропилен (РР).
EPDM обеспечивает TPV эластичность, РР обеспечивает стойкость к высоким температурам, прочность и технологичность при переработке.
Термопластичные вулканизаты TPV (EPDM/PP) получают смешиванием Полипропилена (PP) и каучука (EPDM) до гомогенного состояния и сбалансированного распределения фаз, с последующей вулканизации путем смешивания химических компонентов.
ТПВ, среди других термоэластопластов, преобладают такие свойства и их комбинации, как:
Сферы применения TPV
Автопром:
Строительство:
эластичные детали сотовых телефонов, эластичные корпуса клавиатуры компьютеров. Шарики для мышки. Ролики для подачи бумаги в оргтехнике.
Бытовая техника, сантехника:
Игрушки, спорт:
Медицинские изделия:
Модификатор:
Ключевые характеристики и преимущества TPV Почему выбирают TPV?
TPV имеют широкий интервал требуемой твердости, от 35 Shore A до 70
Стойкость к УФ излучению
Обладает превосходной стойкостью к УФ и Озоновому воздействию.
применяются как, в холодных, так и в теплых регионах.
TPV могут быть окрашены в любые цвета. Легко окрашиваются
Суперконцетратами на основе РР.
TPV повторно перерабатывается до 100%, поэтому не наносит вред
окружающей среде и природе.
TPV имеет хорошие адгезионные свойства. Благодаря этому, TPV
применятся для Со-экструзии и Многокомпонентного литья, с разными
Термопластам. Дополнительно TPV хорошо сваривается различными
Материалы конкуренты TPV
Обладая комплексом уникальных свойств и их комбинацией, ТПВ заменяет такие материалы:
Сравнение свойств эластичных материалов
Адгезия с PA и ABS
Стойкость к моющим средствам
Сравнение свойств Термореактивных резин на основе EPDM и Термопластичными вулканизатами TPV
Как видно из таблицы физические и эксплуатационные свойства EPDM и TPV очень близки. Так в чем же разница?
Основное различие в способе производства и как следствие в соотношении цена/качество.
Преимущества производства изделий из TPV позволяет:
У специалистов, которые используют для своей продукции резиновые смеси, может возникнуть разница во мнениях.
Оба типа материалов, термопластичные эластомеры и термореактивныекаучуки, представляют собой разнообразные классы полимерных материалов, обладающих широким спектром свойств. Сравнение показывает, что присущие им свойства зависят от различных структур, входящих в состав двух наборов материалов, а также рецептурных добавок.
Оптимальный материал для конкретного применения будет зависеть от многих параметров, в том числе от конструкции изделия и условий его эксплуатации. Конструкторы изделий и узлов должны быть хорошо знакомы, как кермопластичными эластомерами, так и с термореактивными резинами, чтобы выбрать наиболее подходящий материал, обеспечивающий наилучшие свойства конечному изделию.
Для создания требуемых свойств и их комбинаций в ТПВ, используется от 20 до 30 различных добавок и ингредиентов. В Термоэластопластах обычно используются такие добавки, как:
Секрет успеха применения TPV зависит, как от развития рынка производства и синтеза добавок, так и от знания рецептуростроения Термоэластопластов. Именно этим обусловлен ежегодный рост развития TPV в 2раза, а в некоторых отраслях и в 4раза. Например, в строительстве и автопроме.
Компания РУСПЛАСТ уделяет большое внимание Термоэластопластам и искренне верит в развитие TPV. Нами были разработаны новые марки MASFLEX TPV с различной твердостью от 50 до 85 по ШОР А. Компания РУСПЛАСТ ежегодно тратит на НИОКР по разработке ТЭПов более 20 млн. рублей.
В ближайшей перспективе будут выпущены марки MASFLEX TPV:
TPE против EPDM: сделайте правильный выбор
Вы сравниваете TPE и EPDM для вашего нового проекта? Специалисты РУСПЛАСТ могут помочь вам с выбором материала, в том числе какой вид ТЭПа использовать. Мы можем обеспечить вас образцами материала и изделий, удовлетворяющих Ваши требования. Вы полюбите наши TPE MASFLEX, изготовленные по Вашему заказу и надеемся оцените, наше обслуживание. Приходите к нам, чтобы узнать больше о преимуществах TPEs, таких как TPV.
Сополиэфирный ТПЭ с гибкими сегментами, имеющими простые и сложные эфирные связи
TPC-ES
Сополиэфирный ТПЭ с гибкими сложноэфирными сегментами
TPC-ET
Сополиэфирный ТПЭ с простыми эфирными сегментами
TPO
Олефиновый ТПЭ
Deflex, Engage
TPO-(EPDM+PP)
Полиолефиновый ТПЭ на основе этиленпропилендиенового каучука и изотактического полипропилена
Exact, Forflex, Hifax
TPO-(EVAC+PVDC)
Полиолефиновый ТПЭ на основе смеси поливинилиденхлорида и частично сшитого сополимера этилена и винилацетата
Hybrar, Kelbuton, Keltan, Milastome
TPS
Полистирольный ТПЭ
Hybrar, Multiflex
TPS-SBS
Полистирольный ТПЭ из стиролбутадиенстирольного блок-сополимера
Kraton D, Sopfrene, Stereon, Styrof
TPS-SIS
Полистирольный ТПЭ из стиролизопренстирольного блок-сополимера
TPS-SEBS
Полистирольный ТПЭ из стиролэтиленбутенстирольного блок-сополимера
Bergaflex, Europrene, Kraton G
TPS-SEPS
Полистирольный ТПЭ из стиролэтиленпропиленстирольного блок-сополимера
Septon
TPU
Уретановый ТПЭ
Desmopan, Esthane, Elastollan, Pell
TPU-ARES
Полиуретановый ТПЭ с ароматическими жесткими сегментами и сложноэфирными гибкими сегментами
TPU-ARET
Полиуретановый ТПЭ с ароматическими жесткими сегментами и простыми эфирными гибкими сегментами
TPU-AREE
Полиуретановый ТПЭ с ароматическими жесткими сегментами и сложноэфирными и простыми эфирными гибкими сегментами
TPU-ARCE
Полиуретановый ТПЭ с ароматическими жесткими сегментами и поликарбонатными гибкими сегментами
TPU-ARCL
Полиуретановый ТПЭ с ароматическими жесткими сегментами и поликапролактоновыми гибкими сегментами
TPU-ALES
Полиуретановый ТПЭ с алифатическими жесткими сегментами и сложноэфирными гибкими сегментами
TPU-ALET
Полиуретановый ТПЭ с алифатическими жесткими сегментами и простыми эфирными гибкими сегментами
TPV
ТПЭ со сшитым каучуком
Forprene, Santoprene, Sarlink
TPV-(EPDM-X+PP)
ТПЭ на основе густосетчатого этиленпропилендиенового каучука и полипропилена
TPV-(NBR-X+PP)
ТПЭ на основе густосетчатого бутадиенакрилонитрильного каучука и полипропилена
TPV-(NR-X+PP)
ТПЭ на основе густосетчатого натурального каучука и полипропилена
TPV-(ENR-X+PP)
ТРЕ на основе густосетчатого эпоксидированного натурального каучука и полипропилена
TPV-(PBA-X+PP)
ТПЭ на основе сетчатого полибутилакрилата и полипропилена
TPZ
Неклассифицированный ТПЭ
TPZ-(NBR+PVC)
ТПЭ на основе смеси поливинилхлорида с бутадиенакрилонитрильным каучуком
1. Физическое строение
Термопластичные эластомеры сочетают в себе высокоэластичные свойства сшитых эластомеров с таковыми у резин с преимуществом термопластичной переработки. Их состав можно классифицировать на 2 группы:
1. Полимерные смеси, которые состоят из «жесткой» термопластичной матрицы с включениями сшитых либо несшитых частиц эластомера в качестве «гибкой» фазы. Примерами могут быть термопластичные полиолефиновые эластомеры (ТРО или TPV), которые состоят их ПП с включениями до 65% этиленпропилен диенового каучука.
2. Привитые или сополимеры, которые содержат в макромолекулах термопластичные участки А и эластичные В. Оба компонента А и В несовместимы и локально разрушают эмульсию, так что жесткие участки А образуют узлы в непрерывной гибкой матрице В. Примером служит стирольный блок-сополимер TRS, в котором блоки полистирола S и бутадиена В чередуются: SSSSSSSS-BBBBBBBB-SSSSSSSS.
При рабочих температурах гибкие звенья В находятся выше температуры стеклования, а жесткие участки ниже температуры стеклования (для аморфных) или плавления (для кристаллических). При нагревании выше температуры перехода жесткие участки А размягчаются и материал легко перерабатывается обычными для термопластов методами.
2. Химическое строение, свойства и применение
Преимущества ТПЭ перед резинами: возможность переработки методами для термопластичных материалов, возможность вторичной переработки, свариваемость, прозрачность (отдельных марок), окрашиваемость. Поэтому часто ТПЭ применяют в случае комбинаций жесткого и гибкого материалов в двухкомпонентном литье под давлением и в соэкструзии. На рис.1 приведено сравнение свойств ТПЭ, эластомеров и термопластов. А в таблице 2 приведены варианты замещения различных материалов термопластичными эластомерами.
Рис. 1. Классификация ТПЭ по отношению к эластомерам и термопластам по твердости
Табл. 2. Примеры замещения пластмасс и резин термопластичными эластомерами.
Пластик
Резина
ТПЭ
ПЭ, ПТФЭ
CR
ТРА
ПЭ, ПТФЭ
CR, NRB, EPDM, ECO
ТРС
ПВХ-П, ПК+ПБТ
NR, SBR
ТРО
ПВХ-П, ПУ, ПК-смеси, ПА+полифениленовый эфир
NR, SBR, EPDM, CR, NBR, ECO
TPV
ПЭ, ПП, ПВХ-П, ПУ, АБС, ПТФЭ
NR, SBR, EPDM, CR, NBR
TPU
ПВХ-П, ПУ
NR, SBR, EPDM, CR
TPS
Сополиамиды (ТРА)
Применение: затворы и уплотнения, тубы, спортивные товары, антистатик для термопластов и средство для улучшения технологичности полиуретановых термоэластопластов.
Сополиэфиры (ТРС)
Применение: мембраны, шланги для сжатого воздуха и гидравлики, оболочки кабеля, колпаки, приводящие и запирающие механизмы, основания лыжных ботинок, подшипники.
Полиолефиновые эластомеры (ТРО)
ТРО это смеси на основе изотактического ПП и этиленпропилендиенового каучука.
Применение: кордовая нить, обувь, подошва, трубы и шланги, затворы и уплотнители, ленты конвейера, оболочки кабелей и проводов, автомобильные части: бамперы, брызговики. TPO-(EVAC+PVDC) это хлорсодержащий термопластичный олефин-эластомер, основанный на сплаве жесткого поливинилиденхлорида с частично сшитым сополимером этилена и винилацетата.
Полистирольный термопластичный эластомер (TPS)
Полиуретановый эластомер (TPU)
Полиуретановые эластомеры это блок-сополимеры, полученные полиприсоединением диолов с длинными цепями (удлинители цепи: 1,4-бутандиол или 1,6-гександиол; длинноцепные диолы: полиэфирдиолы, диолы сложных полиэфиров, диолы поликарбонатов) с алифатическими диизоционатами. Их считают «био-стойкими». На рис.2 показано влияние состава композиции на модуль сдвига. TPU проявляют высокую износостойкость и гибкость, даже при низких температурах, прозрачность, стойкость с жирам маслам и растворителям при длительном нагревании.
Применение: трубы, глушители, в обувной промышленности, пластификатор для ПВХ, модификатор ударопрочности полярных термопластов.
Состав
а
b
c
d
e
Абипат полиэтилена
1
1
1
1
1
NDI
4
2
TDI
2
MDI
4
2
Бутандиол-1,4
2.6
0.85
2.6
Сложный изобутиловый эфир
0.85
1,4-бис(гидрокси-эпокси)-бензол
0.85
Рис. 2.Влияние композиции на модуль сдвига ТРU
Полиолефиновые смеси со сшитым каучуком (TPV)
Применение: дверной и оконный уплотнитель, трубопроводы воздухозаборников.
