Termoplastik elastomerler nelerdir?

Termoplastik elastomerler, kauçuk benzeri uygulama özellikleriyle termoplastik teknolojileriyle işlenebilme olanağına sahip materyallerdir. Termoplastik elastomerler kolayca şekil alabilir ve < 5 Shore A ile 70 Shore D arasında çeşitli sertlik aralıklarında üretilebilirler. Yapılacak birtakım modifikasyonlar sayesinde neredeyse tüm teknik termoplastiklere yapışma özelliği kazandırılabilir. Akışkanlıklarının yanı sıra yoğunluk, optik özellik, çizilme dayanımı ve tüm diğer karakteristik özellikleri farklı dolgu ve katkı maddelerinin yardımıyla istenen ölçülerde ayarlanabilir.

 

 

Farklı TPE türleri

Termoplastik elastomerler -

“polimerik blendler”    ve    “blok kopolimerler” - olmak üzere iki kategori şeklinde sınıflandırılabilirler.



Polimerik blendler; plastik matrisi ve elastomer gibi yumuşak bir materyalin bileşiminden oluşur.

Blok kopolimerler; soğutma işlemi sırasında sert ve yumuşak segmentlere dönüşen moleküler zincirlerdir. TPS (Termoplastik Stirenik Elastomer), TPU (Termoplastik Poliüretan Elastomer), TPC diğer adıyla TEEE (Termoplastik Polyester Elastomer) ve TPA (Termoplastik Polyamit Elastomer) blok kopolimerlere örnek olarak gösterilebilir.



TPE çeşitleri arasındaki farklar

TPE türleri, özellikleri bakımından farklılık gösterir. Örneğin, TPC mükemmel mekanik dayanıma sahipken TPU çok iyi sürtünme dayanımına sahiptir. Her ne kadar TPV ve TPS materyallerinin yağ ve yüksek sıcaklık altında işlenmeleri zor olsa da, belli ölçülerde modikasyona uğratılarak performans artışları sağlanabilir. Öte yandan TPA belirgin bir esnekliğe sahipken, benzeri olan TPU ise kolaylıkla işlenemez.



TPS (Termoplastik Stirenik Elastomer), SEBS bazlı
Stirenik blok kopolimerler fiziksel bir ağ oluştururlar.

 

Kriter   

Ölçülen değer

Sertlik   

Hepsi      

Mekanik özellikler

İyi

Çalışma sıcaklığı

Maksimum 100°C, özel malzemelerde 150°C’ye kadar çıkabilir

Kalıcı deformasyon

100°C/24h’de %40-70 arası, özel malzemelerde 150°C/24h’de %41

Yağ dayanımı

Sınırlı      

Hidroliz dayanımı

Mükemmel      

Hava şartlarına dayanıklılık

Mükemmel      

İşleme kolaylığı

Mükemmel      

Yapışma

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

Diğer   

+ değişkenlik (sertlik, yapışma, yoğunluk, sönümleme, kalıcı deformasyon gibi özellikler açısından)

 

+ asit ve alkali dayanıklı



TPC (Termoplastik Polyester Elastomer)
Sert polyester ve yumuşak polyether segmentleri

 

Kriter   

Ölçülen değer

Sertlik   

Yaklaşık olarak 80 Shore A’dan başlayan sertlik aralığı

Mekanik özellikler

Mükemmel

Çalışma sıcaklığı

160°C’ye kadar

Kalıcı deformasyon

100°C/24h’de %80

Yağ dayanımı

İyi

Hidroliz dayanımı

Orta derecede

İşleme kolaylığı

Mükemmel      

Yapışma

PC, PC/ABS, PET, PBT

Diğer   

+ iyi dinamik özellikler

 

+ yüksek güç

 

TPV (Termoplastik vulkanizat,...)
PP-EPDM, PP-NR, PP-IIR-Karışımları

 

Kriter   

Ölçülen değer

Sertlik   

Yaklaşık 35 Shore A’dan başlayan sertlik aralığı

Mekanik özellikler

İyi

Çalışma sıcaklığı

Maksimum 100°C

Kalıcı deformasyon

100°C/24h’de % 40-60 arası

Yağ dayanımı

Sınırlı      

Hidroliz dayanımı

Mükemmel      

Hava şartlarına dayanıklılık

Mükemmel      

İşleme kolaylığı

Mükemmel      

Yapışma

PP, PA, ABS, ABS/PC

Diğer   

+ kauçuk benzeri özellikler

 

+ dinamik özellikler   

 

- sürtünme

  - akışkanlık (TPS’ye kıyasla)

 
 

TPU (thermoplastic polyurethane elastomer)

 

Kriter  

Ölçülen değer

Sertlik   

Yaklaşık 60 Shore A’dan başlayan sertlik aralığı

Mekanik özellikler

Mükemmel

Çalışma sıcaklığı

80°C’ye kadar

Kalıcı deformasyon

100°C/24h’de %80

Yağ dayanımı

İyi

Hidroliz dayanımı

Orta derecede

Hava şartlarına dayanıklılık

İyi, bilhassa alifatik türlerde

İşleme kolaylığı

Orta dereceli

Yapışma

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

Diğer   

+ güç

 

+ sürtünme

 

+ şeffaflık

  - renk atma (alifatik türler hariç)

 

 

TPA (thermoplastic polyamide elastomer)

softe polyole and hard polyamide

 

Kriter    

Ölçülen değer

Sertlik   

Yaklaşık 75 Shore A’dan başlayan sertlik aralığı

Mekanik özellikler

Mükemmel

Çalışma sıcaklığı

80°C’ye kadar

Kalıcı deformasyon

100°C/24h’de %80

Yağ dayanımı

İyi

Hidroliz dayanımı

Orta dereceli

Hava şartlarına dayanıklılık

İyi

İşleme kolaylığı

Orta dereceli

Yapışma

PC, PC/ABS, PA11, PA12

Diğer   

+ düşük yoğunluk

 

+ şeffaflık

  + düşük sıcaklık (-40°C’ye kadar kullanılabilme imkanı)

 



Shore A versus Shore D

Shore sertliği; bir cismin bünyesine, belirli bir yay kuvveti altındaki bir ucun penetre edilmesi sonucu cismin göstermiş olduğu direncin ölçüsüdür. Test sonuçları 0 ila 100 arasında değerler almaktadır; 0 en düşük, 100 ise en yüksek sertliği temsil eder. Shore A sertliği, Shore D sertliğinden daha yumuşaktır, bununla birlikte, her iki sertlik kategorisi arasında çapraz bir geçiş mümkündür. Örneğin 90 Shore A sertlik değeri yaklaşık olarak 35 Shore D sertlik değerine eşittir.

 

 

Çok bileşenli teknik - TPE’nin yapışması için uygun olan materyaller

Materyallere yapışma kullanılan TPE’nin türüne bağlıdır.

 

Tür

Yapışma

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

*yapışma için iyileştirilmiş

 

Yapışma kaliteleri, tercih edilen malzeme kombinasyonu ve kullanılan işleme tekniklerine göre değişebilir.

 

 

Kalıcı Deformasyon

Kalıcı deformasyon, malzemelerin belli bir sıcaklık ve süre boyunca, belirli bir ağırlık yardımıyla sıkıştırılması sonucu uğradıkları deformasyonun yüzde cinsinden ölçüsüdür. Diğer bir deyişle; kalıcı deformasyon, malzemelerin sıkıştırılma sonrası eski kalınlıklarına dönebilme yeteneklerini ifade eder. İdeal bir elastik malzeme, sıkıştırılma sonrası tamamen orijinal kalınlığına dönecektir ki bu durumda kalıcı deformasyon %0’a eşit olur. Diğer yandan, tamamıyla plastik bir malzeme sıkıştırılma sonrası orijinal haline dönmeyecek ve kalıcı deformasyon değeri %100 olacaktır. Kalıcı deformasyon değerleri bilhassa sızdırmazlık ve amartisör uygulamaları açısından önem taşımaktadır.