Vor- und Nachteile von TPE/TPR/TPV/TPU/TPEE

Produktempfehlungen:Pelletierungslinien für thermoplastische Elastomere

Thermoplastisches Elastomer Es handelt sich um ein umweltfreundliches, kohlenstoffarmes Verbundmaterial, das die Eigenschaften von Gummi (hohe Elastizität, bleibende Kompressionsverformung usw.) und die Verarbeitungseigenschaften von Kunststoff (einfaches Verfahren) aufweist.

TPE ist umweltfreundlich, ungiftig und sicher und verfügt über eine ausgezeichnete Färbbarkeit, weiche Haptik, Wetterbeständigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Temperaturbeständigkeit. Es verfügt über eine hervorragende Verarbeitungsleistung und kann zur Kostensenkung recycelt werden. Es kann sekundär spritzgegossen, mit Grundmaterialien wie PP, PE, PC, PS, ABS usw. beschichtet und verbunden oder allein geformt werden.

Zu den TPE (thermoplastischen Elastomeren), die weltweit industriell hergestellt werden, gehören: Styrole (SBS, SIS, SEBS, SEPS), Olefine (TP0, TPV), Diene (TPB, TPI), Vinylchloride (TPVC). , TCPE), Urethane (TPU), Ester (TPEE), Amide (TPAE), organische Fluore (TPF), Silikone und Ethylene usw. und decken nahezu alle Bereiche des synthetischen Kautschuks ab Kunstharze.

Dynamische Vollvulkanisation: bezieht sich auf den Prozess, bei dem die Gummiphase unter der Wirkung eines Vernetzungsmittels eine chemische Vernetzung erfährt, wenn thermoplastisches Harz und Gummi in der Schmelze vermischt werden, und dabei geschert und in eine große Anzahl vernetzter Gummipartikel in Mikrometergröße zerbrochen wird Mithilfe starker mechanischer Scherung wird es in der kontinuierlichen Phase des thermoplastischen Harzes dispergiert.

Wenn PP als hartes Segment und EPDM als weiches Segment zum Schmelzmischen verwendet wird, wird ein Vernetzungsmittel zugesetzt, um es zu vulkanisieren, und die mechanisch hohe Scherkraft von Innenmischern, Schneckenmaschinen usw. wird zur Herstellung des Vollmaterials genutzt vulkanisierte EPDM-vernetzte Gummipartikel, die vollständig in der PP-Matrix dispergiert sind und eine Mikrometergröße (weniger als 1 Mikrometer) haben.

★TPV hat die Hitzebeständigkeit und geringe Druckverformung von vulkanisiertem Gummi;

★Hervorragende Verarbeitungsleistung: Es kann mit thermoplastischen Verarbeitungsmethoden wie Injektion und Extrusion verarbeitet werden, was effizient, einfach und leicht ist, ohne zusätzliche Ausrüstung, hohe Fließfähigkeit und geringe Schrumpfung.

★TPV erfordert keine Vulkanisierung und ist einfach zu verarbeiten, was den Produktionsprozess der Gummiindustrie um ein Viertel verkürzt, 25 bis 40 % des Energieverbrauchs einspart und die Effizienz um das 10- bis 20-fache verbessert. Es kann von einer weiteren material- und prozesstechnischen Revolution in der Gummiindustrie gesprochen werden.

★Geringes spezifisches Gewicht (0.90-0.97), einheitliches Erscheinungsbild, hohe Oberflächengüte und gute Haptik.

★TPV kann normalerweise bei -60 Grad bis +135 Grad verwendet werden; Wenn es nicht unter Last steht, kann die hohe Temperaturbeständigkeit +150 Grad erreichen.

★Große Auswahl an weichen und harten Anwendungen, 25A-70D;

★Der Vorteil des einfachen Färbens erhöht die Freiheit bei der Produktgestaltung erheblich.

★Grün und umweltfreundlich, recycelbar und keine nennenswerte Leistungseinbuße nach sechsmaligem Gebrauch

★TPV verfügt über eine ausgezeichnete Ozonbeständigkeit und Witterungsbeständigkeit;

★TPV verfügt über dynamische Ermüdungsbeständigkeit, ausgezeichnete Wetterbeständigkeit und gute Verschleißfestigkeit;

★Gute Elastizität und Druckverformungsbeständigkeit, Umweltbeständigkeit und Alterungsbeständigkeit entsprechen EPDM-Gummi.

★TPV weist eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber wasserbasierten Säure- und Alkaliflüssigkeiten sowie polaren Ölen auf

★Die Öl- und Lösungsmittelbeständigkeit von TPV ist vergleichbar mit der von Allzweck-Chloroprenkautschuk.

★TPV weist eine hervorragende Säure- und Laugenbeständigkeit auf und ist äußerst beständig gegenüber sauren und alkalischen Reinigungsmitteln. Es kann seine ursprünglichen Eigenschaften auch nach längerem Einsatz in sauren und alkalischen Umgebungen beibehalten.

Eine einfache physikalische Mischung aus PP und EPDM (teilvulkanisiert), die als TPO bezeichnet wird.

In Japan werden mit Ausnahme von TPU andere thermoplastische Elastomermaterialien üblicherweise zusammenfassend als TPO bezeichnet, d. h. TPO=TPE=TPV=TPR, wie die Japaner sagen; Das aktuelle TPO ist jedoch grundsätzlich zu hochvulkanisiertem Gummi (ähnlich TPV) verbessert, es wurde jedoch etwas SEBS zur Modifikation hinzugefügt, sodass Sie beim Treffen mit japanischen Kunden mehr nachfragen müssen.

Im Jahr 1984 stellte Mitsubishi Chemical aus Japan eine leistungsstärkere Mischung mit SEBS und SEPS als Basismaterial her und gab diesem gesättigten TPS für den Markt den Namen „Rubberron“. Daher sind SEBS und SEPS nicht nur universell einsetzbar, sondern werden auch mit PP-Kunststoff schmelzgemischt, um TPS vom IPN-Typ zu bilden (das sogenannte IPN ist eigentlich ein Polymer, bei dem zwei Netzwerke einander durchdringen, daher wird es auch als interpenetrierendes Netzwerk bezeichnet). Die meisten von ihnen gehören zu den duroplastischen Harzen, aber es gibt auch viele thermoplastische Elastomere wie TPE, die in Form kreuzkontinuierlicher Phasen auftreten.

IPN-TPS, das unter Verwendung von SBS oder SEBS als Grundmaterial und anderen technischen Kunststoffen hergestellt wird, kann ohne Vorbehandlung direkt beschichtet werden; Die Beschichtung ist nicht leicht zu zerkratzen und weist eine gewisse Ölbeständigkeit auf. Der Elastizitätskoeffizient ändert sich in einem weiten Temperaturbereich bei niedrigen Temperaturen kaum, was die Kälte- und Hitzebeständigkeit technischer Kunststoffe erheblich verbessert. Auch Styrolverbindungen und Kautschuk-Pfropfcopolymerisation können zu thermoplastischem TPE werden. Es wurden EPDM/Styrol, BR/Styrol, CI-IIR/Styrol, NR/Styrol usw. entwickelt.

Zusammenfassung:

A. Sowohl TPO als auch TPV gehören zu den thermoplastischen Polyolefin-Elastomeren. Um sie zu unterscheiden, werden sie in TPV-Foren üblicherweise als thermoplastische Polyolefin-Elastomere (auch bekannt als: teilweise vulkanisierter Kautschuk aus thermoplastischen Elastomeren) bezeichnet.

B. TPO (TPO ist im Grunde ein Markenname japanischer Unternehmen wie Riken TPO) ähnelt dem inländischen TPV-System mit einem Preis von etwa 45 und einer sehr geringen Produktionskapazität (die von der japanischen Automobilindustrie verbraucht wird).

Im Inland wird es allgemein als „TPE“-Material bezeichnet, das im Wesentlichen zu den thermoplastischen Styrol-Elastomeren gehört. Styrol-TPE (im Ausland TPS genannt) ist ein Copolymer aus Butadien oder Isopren und einem Styrol-Blocktyp und seine Leistung kommt der von SBR-Gummi nahe.

Vorteile:Es hat die hohe Elastizität von Gummi und die Eigenschaften des Spritzgusses; Es ist umweltfreundlich, ungiftig und sicher, verfügt über eine ausgezeichnete Färbbarkeit, einen weichen Griff, Witterungsbeständigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Temperaturbeständigkeit, eine hervorragende Verarbeitungsleistung, erfordert keine Vulkanisierung, kann zur Kostensenkung recycelt werden, kann sekundär spritzgegossen und beschichtet werden und mit Grundmaterialien wie PP, PE, PC, PS, ABS usw. verbunden oder allein geformt werden.

Nachteile:Das größte Problem von SBS und SIS ist die geringe Hitzebeständigkeit, und die Einsatztemperatur darf im Allgemeinen 80 Grad nicht überschreiten. Gleichzeitig ist seine Festigkeit, Dehnung, Witterungsbeständigkeit, Ölbeständigkeit, Verschleißfestigkeit usw. nicht mit Gummi zu vergleichen.

In den letzten Jahren haben die Vereinigten Staaten, Europa und andere Länder eine Reihe von Leistungsverbesserungen vorgenommen, und nacheinander sind SEBS und SEPS, gesättigte hydrierte SBS und SIS, erschienen. SEBS (mit hydriertem BR als Weichsegment) und SEPS (mit hydriertem IR als Weichsegment) können die Schlagzähigkeit erheblich verbessern und weisen außerdem eine gute Witterungsbeständigkeit und Wärmealterungsbeständigkeit auf.

Das modifizierte TPE hält Temperaturen bis zu 110 Grad stand. Die flammhemmenden und halogenfreien flammhemmenden Serien V0 aus SEBS/SEPS-modifiziertem TPE werden aufgrund ihrer guten Zugeigenschaften und glatten Oberfläche häufig in Apple-Kopfhörerkabeln und anderen Anwendungen verwendet. Die Haupthersteller kommen aus Taiwan, aber der Preis ist hoch.

TPR wurde zuerst von Amerikanern geprägt. Zu dieser Zeit gab es keinen einheitlichen Namen für thermoplastische Elastomere. Es war üblich, die englischen Abkürzungen TPR für thermoplastischen Kautschuk und TPE für thermoplastisches Elastomer zu verwenden (beide werden in einschlägigen Materialien und Büchern verwendet); und es wurde auf einfache Mischungen aus PP und EPDM angewendet. Später verwendete auch der PP/EPDM-Typ TPV von AES (ursprünglich TPR genannt und später in TPV geändert) diesen Namen. Später wurde dieser Name möglicherweise von Taiwanesen genannt und wurde auf dem Festland populär.

Unabhängig davon, wie es im Ausland genannt wird, gehören TPR und Styrol-TPE in China derzeit zum selben Konzept und stellen thermoplastische Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymere dar, die üblicherweise als thermoplastischer Styrol-Butadien-Kautschuk, also TPE =, bezeichnet werden. Styrol-TPE in China.

Aufgrund von historischen und Übersetzungsproblemen ist die chinesische Abkürzung für TPV (thermoplastischer dynamischer vulkanisierter Gummi) jedoch thermoplastischer Gummi (englisch: Thermoplastic Rubber), also TPR. Aus diesem Grund sagen wir unseren Kunden nicht, dass unser PP/EPDM-TPV-Material TPR heißt, weil einige Kunden vielleicht denken, es handele sich um ein Styrol-Elastomer. Wenn es auf SBS basiert, ist der Preis viel niedriger als bei TPV.

Thermoplastisches Polyesterelastomer, auch als TPEE oder COPE bezeichnet, ist eine Art lineares Blockcopolymer, das ein hartes Polyestersegment (kristalline Phase) aus PBT (Polybutylenterephthalat) und ein weiches Segment aus aliphatischem Polyester oder Polyether (amorphe Phase) enthält. TPEE ist ein leistungsstarkes Elastomer in technischer Qualität mit den Vorteilen hoher mechanischer Festigkeit, guter Elastizität, Schlagfestigkeit, Kriechfestigkeit, Kältebeständigkeit, Biegeermüdungsbeständigkeit, Ölbeständigkeit, chemischer und Lösungsmittelkorrosionsbeständigkeit usw. Es verfügt über eine gute Verarbeitbarkeit und kann gefüllt, verstärkt und legiert werden. Es wird häufig in Automobilteilen, Hydraulikschläuchen, Kabeln und Leitungen, elektronischen Geräten, Industrieprodukten, Schreibwaren, Biomaterialien und anderen Bereichen eingesetzt.

Physikalische und chemische Eigenschaften von TPEE:

● Mechanische Eigenschaften

Durch die Anpassung des Verhältnisses von weichen und harten Segmenten kann die Härte von TPEE von Shore D32 bis D80 verändert werden und seine Elastizität und Festigkeit liegen zwischen Gummi und Kunststoff. Im Vergleich zu anderen thermoplastischen Elastomeren (TPE) weist TPEE bei geringer Dehnung einen höheren Modul auf als andere TPEs gleicher Härte. Wenn der Modul eine wichtige Designbedingung ist, kann TPEE die Querschnittsfläche des Produkts reduzieren und die Menge des verwendeten Materials reduzieren.

● Zugfestigkeit

Im Vergleich zu Polyurethan-Elastomer (TPU) sind der Kompressionsmodul und der Zugmodul von TPEE viel höher. Wenn TPEE und TPU gleicher Härte zur Herstellung desselben Teils verwendet werden, kann ersteres einer größeren Belastung standhalten. Oberhalb der Raumtemperatur weist TPEE einen sehr hohen Biegemodul auf, der sich für die Herstellung von Auslegerträgern oder Drehmomentbauteilen eignet, insbesondere für die Herstellung von Hochtemperaturbauteilen. TPEE weist eine gute Tieftemperaturverträglichkeit auf, seine Tieftemperatur-Kerbschlagzähigkeit ist besser als bei anderen TPEs und seine Verschleißfestigkeit ist mit der von TPU vergleichbar. TPEE verfügt über eine ausgezeichnete Ermüdungsbeständigkeit, was dieses Material in Kombination mit seiner hohen Elastizität zu einem idealen Material für mehrere zyklische Belastungsbedingungen macht und sich für die Herstellung von Zahnrädern, Gummirollen, flexiblen Kupplungen, Riemen usw. eignet.

●Hitzebeständigkeit

TPEE hat eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit. Je höher die Härte, desto besser die Hitzebeständigkeit. Die Betriebstemperatur von TPEE ist sehr hoch und kann sich an die Backtemperatur (150-160 Grad) in der Automobilproduktionslinie anpassen, und es weist bei hohen Temperaturen nur geringe Verluste an mechanischen Eigenschaften auf. Bei einer Verwendung über 120 Grad ist die Zugfestigkeit von TPEE viel höher als die von TPU. Darüber hinaus weist TPEE auch eine hervorragende Kältebeständigkeit auf. Der Sprödigkeitspunkt von TPEE liegt unter -70 Grad, und je niedriger die Härte, desto besser die Kältebeständigkeit. Die meisten TPEE können über einen langen Zeitraum bei -40 Grad verwendet werden. Aufgrund der ausgewogenen Leistung bei hohen und niedrigen Temperaturen verfügt TPEE über einen sehr großen Betriebstemperaturbereich und kann bei -70-200 Grad verwendet werden.

●Beständigkeit gegenüber chemischen Medien

TPEE weist eine hervorragende Ölbeständigkeit auf und widersteht den meisten polaren flüssigen chemischen Medien (wie Säuren, Laugen, Aminen und Diolverbindungen) bei Raumtemperatur. Seine chemische Beständigkeit steigt mit zunehmender Härte. TPEE verfügt über gute Antiquell- und Antipermeationseigenschaften für die meisten organischen Lösungsmittel, Kraftstoffe und Gase und seine Kraftstoffdurchlässigkeit beträgt nur 1/3-1/300 der von ölbeständigen Kautschuken wie Chloroprenkautschuk, chlorsulfoniertem Polyethylen, und Nitrilkautschuk.

● Witterungsbeständigkeit und Alterungsbeständigkeit

TPEE verfügt über eine ausgezeichnete chemische Stabilität unter verschiedenen äußeren Bedingungen wie Wassernebel, Ozon und Außenatmosphäre. Wie die meisten thermoplastischen Elastomere (TPE) zersetzt es sich unter der Einwirkung von ultraviolettem Licht (ultraviolettes Licht unter 310 nm ist ein wesentlicher Faktor für die Zersetzung). Daher sollten der Formel für Außenanwendungen oder Produkte, die dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, Additive zum Schutz vor ultraviolettem Licht hinzugefügt werden, darunter Ruß und verschiedene Pigmente oder andere Abschirmmaterialien. Phenolische Antioxidantien und UV-Schutzmittel vom Benzotriazol-Typ können zusammen verwendet werden, um die Alterung durch UV-Licht wirksam zu verhindern.

● Hohe Belastbarkeit

Der Einsatz von TPEE-Materialien auf Federn kann eine lange Lebensdauer der Federn ermöglichen und dazu beitragen, dass Züge reibungslos starten, beschleunigen, abbremsen und anhalten. Im Gegensatz zu Metallfedern rostet es nicht, verschlechtert sich unter natürlichen Umweltbedingungen nicht und verursacht keinen elastischen Bruch und Verlust. Im Vergleich zu Gummimaterialien ist es besser wiederverwendbar und kann eine gute Elastizität beibehalten.

●Verarbeitung und Formen

TPEE verfügt über eine hervorragende Schmelzstabilität und ausreichende Thermoplastizität, ist daher gut verarbeitbar und kann mit verschiedenen thermoplastischen Verarbeitungstechniken wie Extrusion, Injektion, Blasformen, Rotationsformen und Schmelzgießen verarbeitet werden. Bei niedrigen Schergeschwindigkeiten ist die Schmelzviskosität von TPEE unempfindlich gegenüber der Schergeschwindigkeit, während bei hohen Schergeschwindigkeiten die Schmelzviskosität mit zunehmender Schergeschwindigkeit abnimmt. Da die TPEE-Schmelze sehr temperaturempfindlich ist, ändert sich ihre Schmelzviskosität innerhalb eines 10-Grad-Bereichs um mehrere bis Dutzende Male. Daher sollte die Temperatur während des Formens streng kontrolliert werden.

Abschluss

Derzeit gibt es keinen einheitlichen Namen für thermoplastische Elastomere. Es ist üblich, englische Abkürzungen zu verwenden. Der Einheitlichkeit halber werden sie alle als TPE oder thermoplastisches Elastomer bezeichnet.

(1) TPE=TPR, der allgemeine Begriff für alle thermoplastischen Elastomere und thermoplastischen Kautschuke. In China steht es für Styrolelastomere;

(2) In den Vereinigten Staaten, Taiwan und anderen Regionen sind Styrolelastomere TPE (SBS, SEBS, SIS-Matrix) und dynamisch vulkanisierter Gummi TPV (EPDM + PP-X) nicht klassifiziert und werden gemeinsam als TPR bezeichnet.

(3) EPDM + PP-Elastomere gehören zu Polyolefin-Elastomeren, das heißt, TPV und TPO sind dasselbe Konzept;

(4) Unterschiede zwischen Polyolefin-Elastomeren TPV/TPO: a. Gemeinsamkeiten: TPO und TPV bestehen beide aus EPDM (Polyolefin-Elastomer) + PP. B. Unterschiede: TPO-Polyolefin-Thermoplastisches Elastomer; TPV-dynamisch vulkanisierter thermoplastischer Elastomerkautschuk; TPO ist eine einfache physikalische Mischung (teilweise vulkanisiert, geringer Vernetzungsgrad), und TPV ist vollständig vulkanisiert (dynamisch segmentiert im Mikrometerbereich, vollständig vulkanisiert, mit sehr hohem Vernetzungsgrad).

(5) TPU: verschleißfest, große Dehnbarkeit; schlechte Elastizität, nicht beständig gegen Säure, Alkali und Öl. TPV: beständig gegen Säure, Alkali, Öl, Wetter und hohe Temperaturen, UV-Beständigkeit, beste Elastizität; schlechte Dehnung. TPE/TPR: mittelmäßige Leistung in allen Belangen, günstigster Stückpreis.