TPE что за материал

Типы термопластичных эластомеров

ТРЕ прост в переработке, что делает его востребованным во многих отраслях промышленности. Выделяют две категории ТЭП:

• Блок-сополимеры (диенсодержащие, полиэфирные, полиуретановые, полиамидные). 

• Пластичные смеси (акрилатные, олефиновые, виниловые).

Структура первого типа состоит из блоков твердых и мягких полимеров в одной цепи. Жесткие блоки образуются путем соединения кристаллических веществ, а мягкие – с помощью эластичных мостиков из аморфных веществ. Самыми распространенными блок-сополимерами являются:

• Стирольные SBC. Они отличаются термостойкостью и химической устойчивостью;

• Термопластичные полиуретаны. Среди преимуществ этого типа – износостойкость, прочность на разрыв, низкая истираемость.

  

Смеси получают путем механического соединения твердых и мягких веществ. Этот вид ТРЕ более востребован в современной промышленности. К нему относятся:

• Эластомерные сплавы. Обладают улучшенной эластичностью и упругостью;

• Полиолефиновые смеси. В состав входят соединения EPDM-каучука и полипропилена. Характеризуются устойчивостью к высоким температурам, имеют отличные показатели сжатия.

При добавлении различных соединений получают также сополиэфиры, термопластические вулканизаторы, полиэфирные блок-амиды. Эти продукты обладают особыми характеристиками, которые зависят от модификаторов.

Рассматривая TPE, что за материал, нужно рассказать о добавках: 

• Этилен-пропиленовые каучуки позволяют придать повышенную эластичность при низких температурах;

• УФ-стабилизаторы повышают устойчивость к солнечному излучению;

• Вспенивающие агенты делают компаунд пористым;

• Наполнители минимизируют усадку;

• Добавки позволяют улучшить сцепляемость с различными поверхностями.

Модификаторы способствуют изменению стандартных свойств термопластичных эластомеров, что дает возможность использовать их для производства продукции сложных геометрических форм. 

Уплотнители ТЭП - устойчивы к температурным колебаниям и экстремальным условиям

Материал, который сохраняет форму, эластичность и прочность на долгие годы

Выбрать уплотнитель

Методы получения ТПЭ 

Все термоэластопласты получают путем сополимеризации. Основные стадии данного процесса:

• Превращение небольшого количества молекул в отдельные кластеры;

• Присоединение молекул полимера к блокам (активным центрам);

• Переход центра на частицу другого вещества, образование макромолекулы.

Для достижения требуемой прочности эластомеры подвергаются обработке, в результате которой происходит сшивка сополимеров. Однако они не плавятся, а следовательно, не могут быть использованы для повторной переработки. Чтобы достичь обратимого сшивания, для соединения молекул используют вторичные взаимодействия.

В зависимости от вида TPE (что за материал требуется получить в результате), используется два способа сополимеризации:

• Цепная. Макромолекула образуется из чередующихся звеньев веществ. Твердые и мягкие участки (блоки) последовательно соединяются.

• Привитая. Модификация молекулы заключается в присоединении к основной магистральной цепи дополнительных ветвей с разнообразными свойствами. Реакция может проводиться методом передачи цепи или по ионному механизму. 

В качестве примера рассмотрим процесс получения бутадиен-стирольного термоэластопласта (SBR).

На первом этапе необходимо подготовить мономеры и растворитель. Для этого производится их очистка, ректификация, высушивание в атмосфере азота, без доступа кислорода. Подготовительные работы проводят с помощью осушителей и адсорберов. Далее происходит процесс полимеризации с использованием специальных аппаратов (титраторов, полимеризаторов, смесителей). Затем необходимо выделить полученное сырье из раствора, промыть и отделить материал на вибросите. Финальным этапом является сушка ТПЭ и придание ему необходимой формы (гранул).

Характеристики TPE

Термопластичный эластомер TPE – материал третьего поколения, обладающий улучшенными характеристиками:

• Пригодность для обработки в расплаве. С помощью литья под давлением изготавливают детали любой сложности и стоимости;
• Возможность вторичной переработки путем двухкомпонентной формовки или экструзии. ТПЭ можно гранулировать и повторно использовать. Это позволяет снизить производственные расходы и благоприятно влияет на экологию;
• Отличные физические свойства. Среди них износостойкость, прочность, эластичность и гибкость, легкий удельный вес, стойкость к истиранию, малая подверженность деформации и т.д.;
• Устойчивость к воздействию ультрафиолета и к перепадам температур. Также материал обладает химической инертностью;
• Возможность изготовления материалов в различных состояниях - от гелеобразных до экстрапрочных;
• Восприимчивость к красителям и пигментам. Материал легко окрашивается в любой цвет, что обеспечивает гармоничное сочетание с дизайном экстерьера, интерьера, корпоративным стилем предприятия или модным образом;
• Энергоэффективность при производстве. Она достигается за счет отсутствия необходимости вулканизации или других энергозатратных процессов;
• Стойкость к старению. TPE пластик способен сохранять эстетичный внешний вид в течение долгого времени.
• Хорошая амортизация. Благодаря этому свойству, TPE хорошо поглощают шумы и вибрации для повышения комфорта людей при эксплуатации разных механизмов.
• Химическая инертность. Материал не вступает в реакцию с большинством видов масел, щелочей, растворителей, кислот и прочих агрессивных веществ.
• Гигиеничность. Поверхности из ТЭП легко очищаются от пыли. Поэтому вы сможете поддерживать первоначальный вид изделий долгое время.
• Дешевизна. TPE можно можно перерабатывать многократно после нескольких циклов эксплуатации изделий. Это позволяет значительно сократить потребность в свежем сырье и минимизировать затраты на производство без потери качества конечной продукции. Благодаря минимальным объемам отходов, вы сможете повысить экологическую эффективность предприятия.

Следует также выделить гипоалергенность и нетоксичность изделий из ТПЭ для человека. В процессе производства эластомеров могут возникнуть некоторые риски, связанные с вдыханием порошка или попаданием его в глаза, но они минимизируются при соблюдении работниками техники безопасности. Конечный продукт безопасен и может использоваться в любой отрасли, включая пищевую промышленность. 

Термоэластопласты имеют и некоторые недостатки:

• Твердость по сравнению с другими полимерными материалами;

• Особенности утилизации. При сгорании TPE могут выделяться токсичные вещества, например, формальдегид;

• Гигроскопичность. Это свойство термоэластомеров вызывает необходимость повышенного внимания к качеству сушки веществ;

• Низкая температура плавления TPE. Существует риск повредить сырье при излишнем нагревании. Их применение при высоких температурах ограничено.

Области применения термопластичных эластомеров

Благодаря преимуществам перед многими другими эластомерами, TPE широко используется в различных сферах:

• Автомобильная промышленность (коврики, уплотнители, пыльники, панели в салоне, прокладки для окон);
• Строительство (гибкая кровля, производство асфальта);
• Пищевой сектор (бутылки, контейнеры для еды);
• Медицина (ручки для инструментов, кислородные маски, стоматологическое оборудование, капельницы, перчатки) и прочие изделия медицинского назначения;
• Электроника (телекоммуникации, изоляция кабелей);
• Спорт (ласты, мембраны, инвентарь);
• Дизайн и архитектура (оконные профили, отделка стен и потолков, детали интерьера);
• Бытовое применение (подошвы для обуви, чехлы для телефонов, наушники, игрушки, товары для животных);
• Авиация и космонавтика (уплотнители и герметики для судов и прочие элементы конструкции, рассчитанные на экстремальные нагрузки и температуры);
• Логистика (упаковочные материалы, в т.ч. при повышенных требованиях к герметичности и устойчивости к воздействию внешних факторов);
• Химическая промышленность (уплотнители и прокладки для производственного и лабораторного оборудования, которое постоянно контактирует с агрессивными веществами).

Отличие TPE от силикона

Несмотря на то, что силикон и ТПЭ – это искусственные полимеры, их молекулярная структура имеет ряд отличий. Это и обуславливает разницу в их свойствах, характеристиках и методах производства. Силиконовый материал требует вулканизации, он термореактивный и относится к резине, TPE – термоэластопластам.

Для получения термопластичных эластомеров требуется меньше энергии, что делает конечный продукт более доступным. Кроме того, силиконовые изделия не подлежат вторичной переработке, что приводит к повышению стоимости конечного продукта. 

Выбор компонентов для производства силиконов ограничен по сравнению с ТЭП, поскольку для получения последнего можно использовать менее дорогостоящие пластмассы. 

К другим преимуществам TPE относительно силикона можно отнести:

• Лучшая сопротивляемость разрыву;

• Низкий коэффициент трения;

• Газонепроницаемость;

• Маслостойкость;

• Химическая устойчивость.

Однако силикон имеет лучшие показатели термостойкости, поэтому для работы при высоких температурах предпочтительным будет использование именно этого материала.