Ưu Điểm Và Nhược Điểm Của TPE/TPR/TPV/TPU/TPEE

Khuyến nghị sản phẩm:Dây chuyền tạo hạt đàn hồi Thomoplastic

Chất đàn hồi dẻo nhiệt Nó là vật liệu composite ít carbon, thân thiện với môi trường, có các đặc tính của cao su (độ đàn hồi cao, biến dạng vĩnh viễn do nén, v.v.) và các đặc tính xử lý của nhựa (quy trình đơn giản).

TPE thân thiện với môi trường, không độc hại và an toàn, có khả năng tạo màu tuyệt vời, cảm giác mềm mại, chịu được thời tiết, chống mỏi và chịu nhiệt độ. Nó có hiệu suất xử lý tuyệt vời và có thể được tái chế để giảm chi phí. Nó có thể được đúc phun thứ cấp, tráng và liên kết bằng các vật liệu cơ bản như PP, PE, PC, PS, ABS, v.v. hoặc đúc một mình.

TPE (chất đàn hồi nhiệt dẻo) được sản xuất công nghiệp trên thế giới bao gồm: styren (SBS, SIS, SEBS, SEPS), olefin (TP0, TPV), diene (TPB, TPI), vinyl clorua (TPVC). , TCPE), urethane (TPU), este (TPEE), amit (TPAE), flo hữu cơ (TPF), silicon và ethylene, v.v., bao phủ hầu hết mọi lĩnh vực cao su tổng hợp và nhựa tổng hợp.

Lưu hóa toàn phần động: đề cập đến quá trình trong đó pha cao su trải qua liên kết ngang hóa học dưới tác dụng của tác nhân liên kết ngang khi nhựa nhiệt dẻo và cao su được trộn nóng chảy, bị cắt và vỡ thành một số lượng lớn các hạt cao su liên kết ngang có kích thước micron với sự trợ giúp của lực cắt cơ học mạnh mẽ và phân tán trong pha liên tục của nhựa nhiệt dẻo.

Khi PP được sử dụng làm phân đoạn cứng và EPDM được sử dụng làm phân đoạn mềm để trộn nóng chảy, chất liên kết ngang được thêm vào để lưu hóa nó và lực cắt cơ học cao của máy trộn bên trong, máy trục vít, v.v. được sử dụng để tạo ra toàn bộ Các hạt cao su liên kết ngang EPDM lưu hóa phân tán hoàn toàn trong ma trận PP với kích thước micron (nhỏ hơn 1 micron).

★TPV có khả năng chịu nhiệt và đặc tính biến dạng nén thấp của cao su lưu hóa;

★Hiệu suất xử lý tuyệt vời: Có thể xử lý bằng các phương pháp xử lý nhựa nhiệt dẻo như phun và ép đùn, hiệu quả, đơn giản và dễ dàng, không cần thêm thiết bị, tính lưu động cao và độ co nhỏ.

★TPV không yêu cầu lưu hóa và dễ xử lý, giúp rút ngắn 1/4 quy trình sản xuất của ngành cao su, tiết kiệm 25% đến 40% mức tiêu thụ năng lượng và nâng cao hiệu quả từ 10 đến 20 lần. Có thể gọi đây là một cuộc cách mạng công nghệ vật liệu và quy trình khác trong ngành cao su.

★Trọng lượng riêng nhẹ (0.90-0.97), chất lượng bề ngoài đồng đều, lớp bề mặt cao và cảm giác tốt.

★TPV có thể được sử dụng bình thường ở mức độ -60 đến +135 độ; khi không tải, khả năng chịu nhiệt độ cao có thể đạt tới +150 độ.

★ Nhiều ứng dụng mềm và cứng, 25A{1}}D;

★Ưu điểm của việc dễ nhuộm làm tăng đáng kể khả năng tự do thiết kế sản phẩm.

★Xanh và thân thiện với môi trường, có thể tái chế và không bị suy giảm hiệu suất đáng kể sau sáu lần sử dụng lặp lại

★TPV có khả năng chống chịu ozone và thời tiết tuyệt vời;

★TPV có khả năng chống mỏi năng động, chống chịu thời tiết tuyệt vời và chống mài mòn tốt;

★Độ đàn hồi tốt và khả năng chống biến dạng nén, khả năng chống chịu môi trường và khả năng chống lão hóa tương đương với cao su EPDM.

★TPV có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời đối với chất lỏng axit và kiềm gốc nước và dầu phân cực

★ Khả năng kháng dầu và dung môi của TPV tương đương với cao su cloropren thông dụng.

★TPV có khả năng kháng axit và kiềm tuyệt vời và có khả năng kháng các chất tẩy rửa axit và kiềm cao. Nó vẫn có thể duy trì các đặc tính ban đầu sau khi sử dụng lâu dài trong môi trường axit và kiềm.

Một hỗn hợp vật lý đơn giản của PP và EPDM (lưu hóa một phần), được gọi là TPO.

Ở Nhật Bản, ngoại trừ TPU, các vật liệu đàn hồi nhựa nhiệt dẻo khác thường được gọi chung là TPO, tức là TPO=TPE=TPV=TPR như người Nhật nói; nhưng TPO hiện tại về cơ bản được cải tiến thành cao su lưu hóa cao (tương tự TPV), nhưng một số SEBS được bổ sung để sửa đổi nên khi gặp khách hàng Nhật Bản cần hỏi thêm.

Năm 1984, Mitsubishi Chemical của Nhật Bản đã tạo ra hỗn hợp hiệu suất tốt hơn với SEBS và SEPS làm vật liệu cơ bản và đặt tên cho thị trường là TPS bão hòa này là "Rubberron". Do đó, SEBS và SEPS không chỉ phổ biến mà còn được trộn với nhựa PP để tạo thành TPS loại IPN (cái gọi là IPN thực chất là một loại polymer trong đó hai mạng xuyên qua nhau nên còn được gọi là mạng xuyên thấu hợp chất; phần lớn thuộc loại nhựa nhiệt rắn, nhưng cũng có nhiều chất đàn hồi nhiệt dẻo như TPE xuất hiện ở dạng pha liên tục).

IPN-TPS được hình thành bằng cách sử dụng SBS hoặc SEBS làm vật liệu cơ bản và các loại nhựa kỹ thuật khác có thể được phủ trực tiếp mà không cần xử lý trước; Lớp phủ không dễ trầy xước và có khả năng chống dầu nhất định. Hệ số đàn hồi không thay đổi nhiều trong phạm vi nhiệt độ rộng ở nhiệt độ thấp, giúp cải thiện đáng kể khả năng chịu lạnh và chịu nhiệt của nhựa kỹ thuật. Các hợp chất styren và sự đồng trùng hợp ghép cao su cũng có thể trở thành TPE nhựa nhiệt dẻo. EPDM/styrene, BR/styrene, CI-IIR/styrene, NR/styrene, v.v. đã được phát triển.

Bản tóm tắt:

Một. Cả TPO và TPV đều thuộc về chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo polyolefin. Để phân biệt, các diễn đàn TPV thường gọi chúng là chất đàn hồi nhiệt dẻo polyolefin (còn gọi là: cao su lưu hóa một phần của chất đàn hồi nhiệt dẻo);

b. TPO (TPO về cơ bản là thương hiệu của các công ty Nhật Bản, chẳng hạn như Riken TPO) tương tự như hệ thống TPV trong nước, có giá khoảng 45 và năng lực sản xuất rất eo hẹp (được ngành công nghiệp ô tô Nhật Bản tiêu thụ).

Trong nước, nó thường được gọi là vật liệu "TPE", về cơ bản thuộc về chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo styren. Styrene TPE (ở nước ngoài gọi là TPS) là chất đồng trùng hợp của loại khối butadiene hoặc isoprene và styrene, và hiệu suất của nó gần bằng cao su SBR.

Thuận lợi:Nó có độ đàn hồi cao của cao su và đặc tính ép phun; Nó thân thiện với môi trường, không độc hại và an toàn, có khả năng tạo màu tuyệt vời, cảm giác mềm mại, chịu được thời tiết, chống mỏi và chịu nhiệt độ, hiệu suất xử lý tuyệt vời, không cần lưu hóa, có thể tái chế để giảm chi phí, có thể ép phun thứ cấp, tráng và liên kết với các vật liệu cơ bản như PP, PE, PC, PS, ABS, v.v. hoặc có thể đúc riêng.

Nhược điểm:Vấn đề lớn nhất của SBS và SIS là khả năng chịu nhiệt kém và nhiệt độ sử dụng thường không thể vượt quá 80 độ. Đồng thời, độ bền, độ giãn dài, khả năng chống chịu thời tiết, khả năng chống dầu, chống mài mòn,… không thể so sánh với cao su.

Trong những năm gần đây, Hoa Kỳ, Châu Âu và các quốc gia khác đã thực hiện một loạt cải tiến về hiệu suất trên nó, và SEBS và SEPS, vốn là SBS và SIS đã hydro hóa bão hòa, lần lượt xuất hiện. SEBS (với BR được hydro hóa là phân đoạn mềm) và SEPS (với IR được hydro hóa là phân đoạn mềm) có thể cải thiện đáng kể độ bền va đập, đồng thời có khả năng chống chịu thời tiết tốt và chống lão hóa do nhiệt.

TPE đã được sửa đổi có thể chịu được nhiệt độ lên tới 110 độ . Dòng sản phẩm TPE cải tiến SEBS/SEPS chống cháy và chống cháy không halogen V0 thường được sử dụng trong cáp tai nghe Apple và các ứng dụng khác do đặc tính kéo tốt và bề mặt nhẵn. Các nhà sản xuất chính đến từ Đài Loan nhưng giá thành đắt đỏ.

TPR lần đầu tiên được đặt ra bởi người Mỹ. Vào thời điểm đó, chưa có tên gọi thống nhất cho chất đàn hồi nhiệt dẻo. Theo thông lệ, người ta thường sử dụng các từ viết tắt tiếng Anh TPR để tượng trưng cho cao su dẻo nhiệt và TPE để tượng trưng cho chất đàn hồi dẻo nhiệt (cả hai đều được sử dụng trong các tài liệu và sách liên quan); và nó được áp dụng cho các hỗn hợp PP và EPDM đơn giản. Sau đó, TPV loại PP/EPDM của AES (ban đầu được gọi là TPR và sau đó đổi thành TPV) cũng sử dụng tên này. Sau này, cái tên này có thể được người Đài Loan gọi và trở nên phổ biến ở đại lục.

Bất kể nó được gọi ở nước ngoài như thế nào, TPR và styrene TPE ở Trung Quốc hiện thuộc cùng một khái niệm, đại diện cho copolyme khối styrene-butadiene-styrene nhựa nhiệt dẻo, thường được gọi là cao su nhiệt dẻo styrene-butadiene, nghĩa là TPE=styrene TPE ở Trung Quốc.

Tuy nhiên, do vấn đề lịch sử và dịch thuật, chữ viết tắt tiếng Trung của TPV (cao su lưu hóa động nhiệt dẻo) là cao su nhiệt dẻo (tiếng Anh: Thermoplastic Rubber), tức là TPR. Đây là lý do tại sao chúng tôi không nói với khách hàng rằng vật liệu TPV PP/EPDM của chúng tôi được gọi là TPR, vì một số khách hàng có thể nghĩ đó là chất đàn hồi styrene. Nếu dựa trên SBS thì giá thấp hơn nhiều so với TPV.

Chất đàn hồi polyester nhiệt dẻo, được gọi là TPEE hoặc COPE, là một loại copolyme khối tuyến tính chứa đoạn cứng polyester PBT (polybutylene terephthalate) (pha tinh thể) và đoạn mềm polyester hoặc polyether (pha vô định hình). TPEE là chất đàn hồi cấp kỹ thuật hiệu suất cao với các ưu điểm về độ bền cơ học cao, độ đàn hồi tốt, chống va đập, chống rão, chống lạnh, chống mỏi khi uốn, chống dầu, chống ăn mòn hóa học và dung môi, v.v. Nó có khả năng xử lý tốt và có thể được lấp đầy, gia cố và hợp kim. Nó đã được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận ô tô, ống thủy lực, dây cáp và dây điện, thiết bị điện tử, sản phẩm công nghiệp, văn phòng phẩm, vật liệu sinh học và các lĩnh vực khác.

Tính chất vật lý và hóa học của TPEE:

● Tính chất cơ học

Bằng cách điều chỉnh tỷ lệ giữa các đoạn mềm và cứng, độ cứng của TPEE có thể thay đổi từ Shore D32 thành D80, độ đàn hồi và độ bền của nó nằm giữa cao su và nhựa. So với các chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo (TPE) khác, TPEE có mô đun cao hơn các TPE khác có cùng độ cứng trong điều kiện biến dạng thấp. Khi mô đun là điều kiện thiết kế quan trọng, TPEE có thể giảm diện tích mặt cắt ngang của sản phẩm và giảm lượng vật liệu sử dụng.

● Độ bền kéo

So với chất đàn hồi polyurethane (TPU), mô đun nén và mô đun kéo của TPEE cao hơn nhiều. Khi TPEE và TPU có cùng độ cứng được sử dụng để chế tạo cùng một bộ phận, thì TPEE và TPU có thể chịu được tải trọng lớn hơn. Trên nhiệt độ phòng, TPEE có mô đun uốn rất cao, thích hợp để chế tạo dầm đúc hẫng hoặc các bộ phận dạng mô-men xoắn, đặc biệt để chế tạo các bộ phận có nhiệt độ cao. TPEE có khả năng tuân thủ nhiệt độ thấp tốt và độ bền va đập ở nhiệt độ thấp tốt hơn các TPE khác và khả năng chống mài mòn của nó tương đương với TPU. TPEE có khả năng chống mỏi tuyệt vời, kết hợp với độ đàn hồi cao khiến vật liệu này trở thành vật liệu lý tưởng cho nhiều điều kiện sử dụng tải theo chu kỳ, thích hợp để chế tạo bánh răng, con lăn cao su, khớp nối linh hoạt, dây đai, v.v.

●Khả năng chịu nhiệt

TPEE có khả năng chịu nhiệt tuyệt vời. Độ cứng càng cao thì khả năng chịu nhiệt càng tốt. Nhiệt độ hoạt động của TPEE rất cao và có thể thích ứng với nhiệt độ nướng (150-160 độ) trên dây chuyền sản xuất ô tô và ít bị mất tính chất cơ học ở nhiệt độ cao. Khi sử dụng trên 120 độ, độ bền kéo của TPEE cao hơn nhiều so với TPU. Ngoài ra, TPEE còn có khả năng chịu nhiệt độ thấp rất tốt. Điểm giòn của TPEE thấp hơn -70 độ và độ cứng càng thấp thì khả năng chống lạnh càng tốt. Hầu hết TPEE có thể được sử dụng trong thời gian dài ở mức độ -40 . Do hiệu suất cân bằng ở nhiệt độ cao và thấp, TPEE có phạm vi nhiệt độ hoạt động rất rộng và có thể được sử dụng ở nhiệt độ -70-200 độ.

●Khả năng kháng môi trường hóa học

TPEE có khả năng kháng dầu tuyệt vời và có thể chịu được hầu hết các môi trường hóa học lỏng phân cực (như axit, kiềm, amin và hợp chất diol) ở nhiệt độ phòng. Khả năng kháng hóa chất của nó tăng lên khi độ cứng của nó tăng lên. TPEE có đặc tính chống trương nở và chống thấm tốt đối với hầu hết các dung môi hữu cơ, nhiên liệu và khí, đồng thời độ thấm nhiên liệu của nó chỉ bằng 1/3-1/300 so với các loại cao su chịu dầu như cao su chloroprene, polyetylen chlorosulfonat, và cao su nitrile.

● Khả năng chống chịu thời tiết và chống lão hóa

TPEE có độ ổn định hóa học tuyệt vời trong các điều kiện bên ngoài khác nhau như sương mù nước, ozon và không khí ngoài trời. Giống như hầu hết các chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo (TPE), nó sẽ bị phân hủy dưới tác động của tia cực tím (tia cực tím dưới 310nm là yếu tố chính gây ra sự phân hủy). Do đó, đối với các ứng dụng ngoài trời hoặc các sản phẩm tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, nên thêm các chất phụ gia chống tia cực tím vào công thức, bao gồm muội than và các sắc tố khác nhau hoặc các vật liệu che chắn khác. Các chất chống oxy hóa phenolic và các chất che chắn tia cực tím loại benzotriazole có thể được sử dụng cùng nhau để ngăn ngừa lão hóa do tia cực tím một cách hiệu quả.

● Khả năng phục hồi cao

Việc ứng dụng vật liệu TPEE vào lò xo có thể giúp lò xo có tuổi thọ sử dụng lâu dài và giúp tàu khởi động, tăng tốc, giảm tốc và dừng êm ái. Không giống như lò xo kim loại, nó sẽ không bị rỉ sét, hư hỏng trong điều kiện môi trường tự nhiên hoặc gây đứt và mất đàn hồi. So với vật liệu cao su, nó có khả năng tái sử dụng cao hơn và có thể duy trì độ đàn hồi tốt.

●Gia công và đúc khuôn

TPEE có độ ổn định nóng chảy tuyệt vời và đủ độ dẻo nhiệt nên có khả năng xử lý tốt và có thể được xử lý bằng các kỹ thuật xử lý nhựa nhiệt dẻo khác nhau, như ép đùn, phun, đúc thổi, đúc quay và đúc nóng chảy. Ở tốc độ cắt thấp, độ nhớt nóng chảy TPEE không nhạy cảm với tốc độ cắt, trong khi ở tốc độ cắt cao, độ nhớt nóng chảy giảm khi tốc độ cắt tăng. Vì TPEE tan chảy rất nhạy cảm với nhiệt độ, độ nhớt tan chảy của nó thay đổi vài đến hàng chục lần trong phạm vi 10 độ, do đó nhiệt độ phải được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình đúc.

Phần kết luận

Hiện nay, chưa có tên gọi thống nhất cho chất đàn hồi nhiệt dẻo. Đó là thông lệ để sử dụng chữ viết tắt tiếng Anh. Để thống nhất, chúng đều được gọi là TPE hoặc chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo.

(1) TPE=TPR, là thuật ngữ chung cho tất cả các chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo và cao su nhiệt dẻo. Ở Trung Quốc, nó tượng trưng cho chất đàn hồi styren;

(2) Tại Hoa Kỳ, Đài Loan và các khu vực khác, chất đàn hồi styren TPE (ma trận SBS, SEBS, SIS) và cao su lưu hóa động TPV (EPDM + PP-X) không được phân loại và được gọi chung là TPR.

(3) Chất đàn hồi EPDM + PP thuộc về chất đàn hồi polyolefin, nghĩa là TPV và TPO là cùng một khái niệm;

(4) Sự khác biệt giữa các chất đàn hồi polyolefin TPV/TPO: a. Điểm chung: TPO và TPV đều được làm từ EPDM (polyolefin elastomer) + PP. b. Sự khác biệt: Chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo TPO-polyolefin; Cao su đàn hồi nhiệt dẻo lưu hóa động TPV; TPO là một hỗn hợp vật lý đơn giản (lưu hóa một phần, mức độ liên kết ngang thấp) và TPV được lưu hóa hoàn toàn (lưu hóa hoàn toàn ở mức micron động, có mức độ liên kết ngang rất cao).

(5) TPU: chống mài mòn, co giãn lớn; độ đàn hồi kém, không chịu được axit, kiềm và dầu. TPV: chịu được axit, kiềm, dầu, thời tiết và nhiệt độ cao, chống tia cực tím, độ đàn hồi tốt nhất; độ co dãn kém. TPE/TPR: hiệu năng ở mức trung bình về mọi mặt, đơn giá rẻ nhất.