Jakie są elastomery termoplastyczne?

 

Termoplastyczne elastomery (TPE) są materiałami, które przetwarza się termoplastycznie. Posiadają właściwości, charakterystykę podobną do gumy. Termoplastyczne elastomery można łatwo formować. Mogą być wytwarzane o różnej twardości, w zakresie od <5 Shore A do 70 Shore D. Posiadają adhezje do prawie wszystkich termoplastów technicznych, która jest osiągana poprzez ich modyfikację.

Zdolność płynięcia, gęstość, właściwości optyczne, odporność na ścieranie i inne charakterystyki mogą być regulowane poprzez mieszanie ich z różnymi wypełniaczami i dodatkami

 

 

Rodzaje TPE

 

Termoplastyczne elastomery dzielimy na:

Mieszanki TPE         i         kopolimery blokowe



Mieszanki TPE składają się z twardego tworzywa technicznego oraz materiału miękkiego jakim jest elastomer. 

Kopolimerami blokowymi są łańcuchy cząsteczkowe, które składają się z twardych i miękkich segmentów, powstających na etapie chłodzenia tworzywa. Istnieje TPS (termoplastyczny elastomer styrenowy), TPU (termoplastyczny elastomer poliuretanowy), TPC znany również jako TEEE (termoplastyczny elastomer poliestrowy) oraz TPA (termoplastyczny elastomer poliamidowy)

 

 

Różnice między różnymi rodzajami TPE

W zależności od rodzaju, termoplasty różnią się właściwościami.

Na przykład TPC posiada doskonała wytrzymałość mechaniczną. TPU wykazuje się bardzo dobrą odpornością na tarcie i ścieranie Jednak możliwości poprawy dla obu współczynnika ściskania wymaga wysokich temperatur.

TPV i TPS są modyfikowane w szerokim zakresie, choć zastosowanie ich do kontaktu z olejem i / lub wysokich temperaturach, jest obecnie dużym wyzwaniem.

TPA cechuje wysoka sprężystość, tak samo jak TPU, ale przetwarzanie ich nie jest łatwe.

 

 

TPS

(termoplastyczny elastomer styrenowy) na bazie SEBS

Styrenowy blok w formie usieciowanej

 

Kryteria

Ocena

Twardość

Całkowita

Właściwości mechaniczne

dobre

Temperatura pracy

Max. 100°C, specjalistyczne materiały do 150°C

Współczynnik ściskania

40 – 70% w 100°C/24h, specjalistyczne materiały 41% w 150°C/24h

Odporność na olej

Ograniczona

Odporność na hydrolizę

Świetna

Odporność na warunki atmosferyczne

Świetna

Przetwarzanie

Świetne

Przyczepność

PP, PE, ABS, PC, PMMA, PBT, POM, ...

Inne

+ Zmienność (twardość, przyczepność, gęstość, nasiąkliwość, CS)

 

+Kwasowa i alkaliczna odporność

 

TPC

(termoplastyczny elastomer poliestrowy)

Segment twardego i miękkiego poliestru

Kryteria

Ocena

Twardość

do. 80 Shore A

Właściwości mechaniczne

Świetna

Temperatura pracy

Do 160°C

Współczynnik ściskania

80% w 100°C/24h

Odporność na olej

dobra

Odporność na hydrolizę

umiarkowana

Przetwarzanie

Świetna

Przyczepność

PC, PC/ABS, PET, PBT

Inne

+ dobre właściwości dynamiczne

 

+ wysoka wytrzymałość

 

TPV

(Termoplastyczny elastomer wulkanizowany..)

(PP-EPDM, PP-NR, PP-IIR- mieszanka)

 

Kryteria

Ocena

Twardość

Od około 35 Shore A

Właściwości mechaniczne

dobre

Temperatura pracy

max. 100°C

Współczynnik ściskania

40 – 60% w 100°C/24h

Odporność na olej

Ograniczona

Odporność na hydrolizę

Świetna

Odporność na warunki atmosferyczne

Świetna

Przetwarzanie

Świetna

Przyczepność

PP, PA, ABS, ABS/PC

Inne

+ Jak właściwości gumy

 

+ Właściwości dynamiczne

 

- Tarcie

 

- Zdolność płynięcia

 

 

TPU

(Termoplastyczny elastomer poliuretanowy)

 

Kryteria

Ocena

Twardość

Od około 60 Shore A

Właściwości mechaniczne

Świetna

Temperatura pracy

do 80°C

Współczynnik ściskania

80% w 100°C/24h

Odporność na olej

Dobra

Odporność na hydrolizę

Średni

Odporność na warunki atmosferyczne

Dobra z typu alifatycznych

Przetwarzanie

Średni

Przyczepność

PA, PA/ABS, ABS, ABS/PC, PC, ASA, PBT

Inne

+ Siła

 

+ Tarcie

 

+ Przezroczystość

 

- Przebarwienia (z wyjątkiem typów alifatycznych)

 

 

TPA

(termoplastyczny elastomer poliamidowy)

Miękki poliole i twardy poliamid

 

Kryteria

Ocena

Kryteria

Od około 75 Shore A

Twardość

Świetna

Właściwości mechaniczne

Do 80°C

Temperatura pracy

80% w 100°C/24h

Współczynnik ściskania

Dobra

Odporność na olej

Średnia

Odporność na warunki atmosferyczne

Dobra

Przetwarzane

Średnia

Przyczepność

PC, PC/ABS, PA11, PA12

Inne

+ niska gęstość

 

+ przezroczystość

 

+ niska temperatura (do -40°C)

 

 

Shore A kontra Shore D

 

Twardość w skali Shore mierzona jest w stosunku do odporności na penetrację ciała stałego lub o określonym kształcie zgodnie z określoną siłą. Wyniki badań oznaczane są w zakresie od 0 do 100, gdzie 0 oznacza najmniejszą a 100 najwyższą twardość. Twardość Shore A jest bardziej miękka niż Shore D. Jednak połączenie obu specyfikacji twardości istnieje. 90 Shore A wynosi ok. 35 Shore D.

 

 

Wieloskładnikowa technika - jakie materiały mają przyczepność do TPE

 

Przyczepność do materiałów, w zależności od typu TPE.

Typ

przyczepność

TPS

PP, PE, ABS*, PC*, PC/ABS*, PMMA*, PBT*, POM*,...

TPU

PA, PA/ABS, ABS, PC, PC/ABS, ASA

TPC

PC, PC/ABS, PET, PBT

TPA

PC, PC/ABS, PA11, PA12

TPV

PP, PA*, ABS*, PC/ABS*

TPO

PP, PE

*przyczepność modyfikowana

 

W zależności od materiału, właściwościowi parowania, jego przetwarzania osiągamy rożne właściwości adhezyjne

 

 

 

Współczynniki kompresji (CS)

 

Odkształcenie trwałe określa się jako odkształcenie trwałe przy ściskaniu i dostarcza informacji na temat zdolności materiału do odzyskiwania formy po usunięciu obciążenia. Idealnie elastyczny materiał oznacza zdolność całkowitego odprężenia do początkowej grubości, a ściskanie dla takiego materiału wynosi 0%. Z drugiej strony jeśli tworzywo sztuczne nie uzyska żadnego stopnia kompresji, wówczas jego wartość wynosi 100%. Wartości CS są ważne dla np. uszczelek dynamicznych