Clasificación y análisis de elastómeros termoplásticos.

El elastómero termoplástico es un material compuesto con bajo contenido de carbono y respetuoso con el medio ambiente que posee las características del caucho (alta elasticidad, deformación permanente por compresión, etc.), así como las características de procesamiento del plástico (proceso simple).En la mayoría de las regiones, la abreviatura TPE se utiliza comúnmente para referirse a elastómeros termoplásticos.Otra teoría es que TPE es el término general para elastómeros termoplásticos, TPU es poliuretano termoplástico, TPV elastómeros termoplásticos vulcanizados y TPR se considera generalmente como material para suelas de zapatos en China.

El TPE tiene propiedades ambientales, no tóxicas y seguras, así como una excelente coloración, tacto suave, resistencia a la intemperie, resistencia a la fatiga y resistencia a la temperatura.Su rendimiento de procesamiento es superior y puede reciclarse para reducir costos.Puede usarse para moldeo por inyección secundaria, recubrirse y unirse con materiales de matriz como PP, PE, PC, PS, ABS o formarse por separado.Los TPE (Elastómeros Termoplásticos) que se han industrializado en el mundo incluyen estireno (SBS, SIS, SEBS, SEPS), olefinas, dienos, cloruro de vinilo, aminoésteres (TPU), ésteres (TPEE), amidas, organofluorados, organosilicio y etileno. cubriendo casi todos los campos del caucho y resina sintéticos en la actualidad.Hoy, Xiaou presentará por primera vez algunos materiales 'TPE' de uso común.

Elastómero termoplástico (TPE)

Generalmente denominado material 'TPE' en China, pertenece a la categoría de elastómeros termoplásticos a base de estireno.Styrene TPE (también conocido como TPS en el extranjero) es un copolímero en bloque de butadieno o isopreno con estireno, con propiedades similares al caucho SBR.

Sus ventajas son la alta elasticidad del caucho y la capacidad de procesarse mediante moldeo por inyección;Respetuoso con el medio ambiente, no tóxico y seguro, con excelentes propiedades colorantes, tacto suave, resistencia a la intemperie, resistencia a la fatiga y resistencia a la temperatura, rendimiento de procesamiento superior, sin necesidad de vulcanización, se puede reciclar para reducir costos, se puede usar para moldeo por inyección secundaria. y se puede recubrir y unir con materiales de matriz como PP, PE, PC, PS, ABS o formarse por separado.

El mayor problema con SBS y SIS es la escasa resistencia al calor y la temperatura de funcionamiento no debe ser demasiado alta.Mientras tanto, su resistencia, resistencia a la intemperie, resistencia al aceite y resistencia al desgaste no se pueden comparar con el caucho.

Países como Estados Unidos y Europa le han realizado una serie de mejoras de rendimiento, incluidos SEBS y SEPS hidrogenados saturados SBS y SIS.SEBS (usando hidrogenación BR como segmento de cadena blanda) y SEPS (usando hidrogenación IR como segmento de cadena blanda) pueden mejorar significativamente la resistencia al impacto, la resistencia a la intemperie y la resistencia al envejecimiento por calor.

Elastómero termoplástico de poliuretano (TPU)

El poliuretano TPE es un caucho de poliuretano termoplástico, abreviado como TPU, que es una combinación de segmentos de cadena dura de poliuretano que reaccionan con isocianatos y segmentos de cadena blanda de poliéster o poliéter.

Ventajas: El TPU tiene excelente resistencia mecánica, resistencia al desgaste, resistencia al aceite y flexibilidad a la flexión, especialmente la resistencia al desgaste más destacada;Resistencia a la temperatura: -30-120 ℃.

Desventajas: mala resistencia al calor, resistencia al agua caliente y resistencia a la compresión, apariencia amarillenta fácil, fácil adhesión a los moldes, requisitos de tecnología de procesamiento precisos y altos costos de procesamiento.

Caucho vulcanizado dinámico de elastómero termoplástico (TPV)

Vulcanización completa dinámica: se refiere al proceso en el cual la fase de caucho sufre reticulación química bajo la acción de un agente reticulante durante la mezcla en fusión de resina termoplástica y caucho, y se corta y se rompe en una gran cantidad de partículas de caucho reticuladas de tamaño micrométrico a través de fuertes cizalla mecánica, que se encuentran dispersos en la fase continua de resina termoplástica.

Cuando se usa PP como segmento de cadena dura y EPDM como segmento de cadena blanda para la mezcla en estado fundido, se agrega un agente reticulante para vulcanizarlo.Las partículas de caucho reticulado de EPDM completamente vulcanizadas se dispersan completamente en la matriz de PP a escala micrométrica (menos de 1 micrómetro) utilizando fuerzas mecánicas de alto corte, como mezcladores internos y máquinas de tornillo.

Las características del TPV

TPV tiene la resistencia al calor y las propiedades de baja deformación por compresión del caucho vulcanizado;

Excelente rendimiento de procesamiento: Puede procesarse mediante métodos de procesamiento de termoplásticos como inyección y extrusión, que es eficiente, simple y fácil de operar, sin necesidad de equipos adicionales, con alta fluidez y baja tasa de contracción.

Las propiedades de fácil procesamiento del TPV sin vulcanización acortan el proceso de producción de la industria del caucho en 1/4, ahorran el consumo de energía entre un 25% y un 40% y mejoran la eficiencia entre 10 y 20 veces.

Ligero (0,90-0,97), calidad de apariencia uniforme, alto grado de superficie y buena sensación al tacto.

TPV se puede utilizar normalmente desde -60 ℃ a +135 ℃;Cuando no está bajo carga, puede soportar altas temperaturas de hasta +150 ℃.

Amplia gama de aplicaciones blandas y duras, desde 25A hasta 70D;

La ventaja de teñir fácilmente aumenta enormemente el grado de libertad en el diseño del producto.

Ecológico y respetuoso con el medio ambiente, reciclable y sin degradación significativa del rendimiento después de seis usos repetidos.

TPV tiene una excelente resistencia al ozono y a la intemperie;

TPV tiene resistencia a la fatiga dinámica, excelente resistencia a la intemperie y buena resistencia al desgaste;

Buena elasticidad y resistencia a la deformación por compresión, con resistencia ambiental y al envejecimiento equivalente al caucho EPDM.

Elastómero termoplástico de poliéster (TPEE)

El elastómero de poliéster termoplástico, abreviado como TPEE, es un tipo de copolímero de bloque lineal que contiene un segmento duro de poliéster PBT (tereftalato de polibutileno) (fase cristalina) y un segmento blando de poliéster o poliéter alifático (fase amorfa).TPEE pertenece a elastómeros de grado de ingeniería de alto rendimiento, que tienen ventajas como alta resistencia mecánica, buena elasticidad, resistencia al impacto, resistencia a la fluencia, resistencia al frío, resistencia a la fatiga por flexión, resistencia al aceite, resistencia química y corrosión por solventes.Tiene buena procesabilidad y se puede rellenar, reforzar y alear para modificarlo.Ha sido ampliamente utilizado en componentes automotrices, mangueras hidráulicas, cables y alambres, aparatos electrónicos, productos industriales, productos culturales y deportivos, materiales biológicos y otros campos.

Propiedades físicas y químicas del TPEE.

Al ajustar la proporción de segmentos blandos y duros, la dureza del TPEE puede variar de Shore D32 a D80, y su elasticidad y resistencia se encuentran entre caucho y plástico.En comparación con otros elastómeros termoplásticos (TPE), el TPEE tiene un módulo más alto en condiciones de baja deformación que otros TPE con la misma dureza.Cuando el módulo es una condición de diseño importante, el uso de TPEE puede reducir el área de la sección transversal del producto y reducir el uso de material.

En comparación con los elastómeros de poliuretano (TPU), el TPEE tiene un módulo de compresión y un módulo de tracción mucho más altos.Cuando se utilizan TPEE y TPU con la misma dureza para fabricar la misma pieza, el primero puede soportar cargas mayores.Por encima de la temperatura ambiente, el TPEE tiene un módulo de flexión alto, lo que lo hace adecuado para fabricar vigas en voladizo o componentes de tipo torque, especialmente adecuado para fabricar componentes de alta temperatura.El TPEE tiene poca sensibilidad y buena suavidad, y su resistencia al impacto de entalladura a baja temperatura es superior a la de otros TPE.Su resistencia al desgaste es comparable a la del TPU.El TPEE tiene una excelente resistencia a la fatiga, combinada con una alta elasticidad, lo que lo convierte en un material ideal para múltiples condiciones de carga cíclica, adecuado para fabricar engranajes, rodillos de caucho, acoplamientos flexibles, correas, etc.

TPEE tiene una excelente resistencia al calor, y una mayor dureza indica una mejor resistencia al calor.La temperatura de uso del TPEE es muy alta, lo que puede adaptarse a la temperatura de horneado de las líneas de producción de automóviles (150-160 ℃) y tiene una pérdida mínima de rendimiento mecánico a altas temperaturas.Cuando se utiliza por encima de 120 ℃, la resistencia a la tracción del TPEE es mucho mayor que la del TPU.Además, TPEE también tiene un excelente rendimiento de resistencia a bajas temperaturas.El punto de fragilidad del TPEE está por debajo de -70 ℃ y cuanto menor sea la dureza, mejor será la resistencia al frío.La mayoría de los TPEE se pueden utilizar durante mucho tiempo a -40 ℃.Debido a su rendimiento equilibrado a temperaturas altas y bajas, TPEE tiene un rango de temperatura de funcionamiento muy amplio y se puede utilizar entre -70 y 200 ℃.

El TPEE tiene una excelente resistencia al aceite y puede soportar la mayoría de los medios químicos líquidos polares (como ácidos, bases, aminas y compuestos de diol) a temperatura ambiente.Su resistencia a los productos químicos aumenta con el aumento de su dureza.El TPEE tiene buenas propiedades anti-hinchazón y anti-permeación para la mayoría de los solventes, combustibles y gases orgánicos, y su permeabilidad al combustible es solo 1/3-1/300 de la de los cauchos resistentes al aceite, como el caucho de cloropreno, el polietileno clorosulfonado y el caucho de nitrilo. .

Conclusión

En la actualidad, no existe un nombre unificado para los elastómeros termoplásticos y se acostumbra utilizar siglas en inglés.En aras de la uniformidad, se hace referencia a TPE o elastómeros termoplásticos.

(1) TPE=TPR, es un término general para todos los elastómeros termoplásticos y cauchos termoplásticos, que representan elastómeros a base de estireno en China;

(2) El elastómero de estireno TPE (SBS, SEBS, matriz SIS) y el caucho vulcanizado dinámico TPV (EPDM+PP-X) en los Estados Unidos, Taiwán, China y otras regiones no están clasificados y se denominan colectivamente TPR.

(3) Diferencias en TPV/TPO de elastómeros de poliolefina:

a.Punto en común: TPO y TPV están hechos de EPDM (elastómero de poliolefina) + PP.

b.Diferencias: elastómero termoplástico de poliolefina TPO;TPV: caucho elastómero termoplástico vulcanizado dinámicamente;El TPO pertenece a mezclas físicas simples (parcialmente vulcanizado, bajo grado de reticulación), mientras que el TPV está completamente vulcanizado (vulcanización completa segmentada a nivel de micrones dinámicos, muy alto grado de reticulación).

(4) TPU: Resistente al desgaste, con alta resistencia a la tracción;Poca elasticidad, no resistente a ácidos, álcalis y aceites.

TPV: resistente a ácidos, álcalis, aceites, climas, altas temperaturas, rayos UV y tiene la mejor elasticidad;Mal estiramiento.

TPE/TPR: todo tipo de rendimiento es mediocre y el precio unitario es el más barato.

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