مزايا وعيوب TPE/TPR/TPV/TPU/TPEE

توصيات المنتج:خطوط تكوير اللدائن المرنة

المطاط اللدن بالحرارة عبارة عن مادة مركبة صديقة للبيئة ومنخفضة الكربون لها خصائص المطاط (مرونة عالية، تشوه دائم بالضغط، وما إلى ذلك) وخصائص معالجة البلاستيك (عملية بسيطة).

TPE صديق للبيئة وغير سام وآمن، وله قدرة تلوين ممتازة، وملمس ناعم، ومقاوم للطقس، ومقاوم للتعب، ومقاوم لدرجة الحرارة. يتمتع بأداء معالجة ممتاز ويمكن إعادة تدويره لتقليل التكاليف. يمكن أن تكون مصبوبة بالحقن الثانوي، مغلفة ومربوطة بمواد أساسية مثل PP، PE، PC، PS، ABS، وما إلى ذلك، أو يمكن تشكيلها بمفردها.

يتضمن TPE (المطاط اللدن بالحرارة) الذي تم إنتاجه صناعيًا في العالم ما يلي: الستايرين (SBS، SIS، SEBS، SEPS)، الأوليفينات (TP0، TPV)، الديينات (TPB، TPI)، كلوريدات الفينيل (TPVC). ، TCPE)، اليوريثان (TPU)، الاسترات (TPEE)، الأميدات (TPAE)، الفلور العضوي (TPF)، السيليكون والإيثيلين، وما إلى ذلك، والتي تغطي تقريبًا جميع مجالات المطاط الصناعي والراتنجات الاصطناعية.

الفلكنة الديناميكية الكاملة: تشير إلى العملية التي يخضع فيها الطور المطاطي للربط الكيميائي تحت تأثير عامل التشابك عندما يتم خلط راتنجات اللدائن الحرارية والمطاط، ويتم قصها وتكسيرها إلى عدد كبير من جزيئات المطاط المتشابكة بحجم ميكرون مع بمساعدة القص الميكانيكي القوي، والمشتتة في الطور المستمر للراتنج الحراري.

عندما يتم استخدام PP كقطعة صلبة ويتم استخدام EPDM كقطعة ناعمة لمزج الذوبان، تتم إضافة عامل ربط متشابك لمعالجته بالكبريت، ويتم استخدام قوة القص الميكانيكية العالية للخلاطات الداخلية والآلات اللولبية وما إلى ذلك لتصنيع الجزء بالكامل. جزيئات مطاطية متشابكة EPDM مبركنة منتشرة بالكامل في مصفوفة PP بحجم ميكرون (أقل من 1 ميكرون).

★يتميز TPV بمقاومة الحرارة وخصائص تشوه الضغط المنخفض للمطاط المفلكن؛

★أداء معالجة ممتاز: يمكن معالجته بطرق المعالجة بالحرارة مثل الحقن والبثق، وهي فعالة وبسيطة وسهلة، دون إضافة معدات وسيولة عالية وانكماش صغير.

★لا يتطلب TPV الفلكنة وسهل المعالجة، مما يقصر عملية إنتاج صناعة المطاط بمقدار 1/4، ويوفر 25% إلى 40% من استهلاك الطاقة، ويحسن الكفاءة بنسبة 10 إلى 20 مرة. يمكن أن يطلق عليها ثورة أخرى في تكنولوجيا المواد والعمليات في صناعة المطاط.

★ثقل نوعي خفيف (0.90-0.97)، جودة مظهر موحدة، درجة سطح عالية وملمس جيد.

★يمكن استخدام TPV بشكل طبيعي عند درجة -60 إلى +135 درجة؛ عندما لا تكون تحت الحمل، يمكن أن تصل مقاومة درجات الحرارة العالية إلى +150 درجة.

★مجموعة واسعة من التطبيقات الصلبة واللينة، 25 أمبير-70د؛

★ميزة الصباغة السهلة تزيد بشكل كبير من حرية تصميم المنتج.

★أخضر وصديق للبيئة، وقابل لإعادة التدوير، ولا يوجد تدهور كبير في الأداء بعد ستة استخدامات متكررة

★TPV يتمتع بمقاومة ممتازة للأوزون ومقاومة الطقس؛

★يتمتع TPV بمقاومة التعب الديناميكي، ومقاومة ممتازة للطقس، ومقاومة جيدة للتآكل؛

★مرونة جيدة ومقاومة تشوه الضغط، والمقاومة البيئية، ومقاومة الشيخوخة تعادل مطاط EPDM.

★يتمتع TPV بمقاومة ممتازة للتآكل للسوائل الحمضية والقلوية ذات الأساس المائي والزيوت القطبية

★مقاومة الزيت والمذيبات الخاصة بـ TPV مماثلة لتلك الموجودة في مطاط الكلوروبرين للأغراض العامة.

★يتميز TPV بمقاومة ممتازة للأحماض والقلويات كما أنه مقاوم للغاية لعوامل التنظيف الحمضية والقلوية. لا يزال بإمكانه الحفاظ على خصائصه الأصلية بعد الاستخدام طويل الأمد في البيئات الحمضية والقلوية.

مزيج مادي بسيط من PP وEPDM (مبركن جزئيًا)، يشار إليه باسم TPO.

في اليابان، باستثناء مادة TPU، عادةً ما يشار إلى المواد المطاطية البلاستيكية الحرارية الأخرى بشكل جماعي باسم TPO، أي TPO=TPE=TPV=TPR كما يقول اليابانيون؛ ولكن تم تحسين TPO الحالي بشكل أساسي إلى مطاط مبركن بدرجة عالية (على غرار TPV)، ولكن تمت إضافة بعض SEBS للتعديل، لذلك عليك أن تسأل المزيد عندما تقابل عملاء يابانيين.

في عام 1984، قامت شركة Mitsubishi Chemical اليابانية بتصنيع خليط أداء أفضل باستخدام SEBS وSEPS كمادة أساسية، وأطلقت على هذا المطاط اسم "Rubberron" المشبع في السوق. لذلك، فإن SEBS وSEPS ليسا عالميين فحسب، بل أيضًا ممزوجين بالذوبان مع بلاستيك PP لتكوين TPS من نوع IPN (ما يسمى بـ IPN هو في الواقع بوليمر تخترق فيه شبكتان بعضهما البعض، لذلك يطلق عليه أيضًا شبكة متداخلة معظمها ينتمي إلى راتنجات بالحرارة، ولكن هناك أيضًا العديد من اللدائن المرنة بالحرارة مثل TPE التي تظهر في شكل مراحل متقاطعة مستمرة).

IPN-TPS الذي تم تشكيله باستخدام SBS أو SEBS كمادة أساسية ويمكن طلاء المواد البلاستيكية الهندسية الأخرى مباشرة دون معالجة مسبقة؛ الطلاء ليس من السهل خدشه وله مقاومة معينة للزيت. لا يتغير معامل المرونة كثيرًا في نطاق واسع من درجات الحرارة عند درجات حرارة منخفضة، مما يحسن بشكل كبير مقاومة البرد والحرارة للبلاستيك الهندسي. يمكن أيضًا أن تصبح مركبات الستايرين والبلمرة المشتركة لتطعيم المطاط عبارة عن مادة TPE لدنة بالحرارة. تم تطوير EPDM/styrene، BR/styrene، CI-IIR/styrene، NR/styrene، وما إلى ذلك.

ملخص:

أ. ينتمي كل من TPO وTPV إلى اللدائن البلاستيكية الحرارية من البولي أوليفين. من أجل التمييز بينها، تشير منتديات TPV عادةً إليها باسم اللدائن البلاستيكية الحرارية من البولي أوليفين (المعروفة أيضًا باسم: المطاط المفلكن جزئيًا من اللدائن المرنة بالحرارة)؛

ب. TPO (TPO هو في الأساس اسم تجاري للشركات اليابانية، مثل Riken TPO) يشبه نظام TPV المحلي، بسعر حوالي 45 دولارًا، وقدرة إنتاجية ضيقة للغاية (تستهلكها صناعة السيارات اليابانية).

محليًا، يطلق عليها عمومًا مادة "TPE"، والتي تنتمي أساسًا إلى المطاط الصناعي اللدن بالحرارة من الستايرين. الستايرين TPE (يُسمى TPS في الخارج) عبارة عن بوليمر مشترك من نوع كتلة البوتادين أو الأيزوبرين والستايرين، وأدائه قريب من مطاط SBR.

المزايا:لديها مرونة عالية من المطاط وخصائص صب الحقن. إنها صديقة للبيئة وغير سامة وآمنة، ولها قدرة تلوين ممتازة، ولمسة ناعمة، ومقاومة للطقس، ومقاومة التعب ومقاومة درجات الحرارة، وأداء معالجة ممتاز، ولا حاجة للفلكنة، ويمكن إعادة تدويرها لتقليل التكاليف، ويمكن أن تكون صب حقن ثانوي، مغلفة ويتم ربطها بمواد أساسية مثل PP، PE، PC، PS، ABS، وما إلى ذلك، أو يمكن تشكيلها بمفردها.

العيوب:أكبر مشكلة في SBS وSIS هي ضعف مقاومة الحرارة، ودرجة حرارة الاستخدام بشكل عام لا يمكن أن تتجاوز 80 درجة. وفي الوقت نفسه، لا يمكن مقارنة قوتها واستطالتها ومقاومتها للطقس ومقاومة الزيت ومقاومة التآكل وما إلى ذلك بالمطاط.

في السنوات الأخيرة، قامت الولايات المتحدة وأوروبا ودول أخرى بإجراء سلسلة من تحسينات الأداء عليها، وظهرت SEBS وSEPS، وهي SBS وSIS المهدرجة المشبعة، واحدة تلو الأخرى. يمكن لـ SEBS (مع BR المهدرج كقطعة ناعمة) وSEPS (مع IR المهدرجة كقطعة ناعمة) تحسين قوة التأثير بشكل كبير، كما أن لديها مقاومة جيدة للطقس ومقاومة الشيخوخة الحرارية.

يمكن لـ TPE المعدل أن يتحمل درجات حرارة تصل إلى 110 درجة. تُستخدم سلسلة مثبطات اللهب V0 والخالية من الهالوجين من TPE المعدلة SEBS/SEPS بشكل شائع في كابلات سماعات رأس Apple والتطبيقات الأخرى نظرًا لخصائص الشد الجيدة والسطح الأملس. الشركات المصنعة الرئيسية هي من تايوان، ولكن السعر باهظ الثمن.

تم صياغة TPR لأول مرة من قبل الأمريكيين. في ذلك الوقت، لم يكن هناك اسم موحد لللدائن المرنة بالحرارة. كان من المعتاد استخدام الاختصارات الإنجليزية TPR لتمثيل المطاط اللدن بالحرارة وTPE لتمثيل المطاط الصناعي اللدن بالحرارة (كلاهما يستخدم في المواد والكتب ذات الصلة)؛ وتم تطبيقه على خلطات بسيطة من PP وEPDM. لاحقًا، استخدم أيضًا هذا الاسم نوع PP/EPDM الخاص بـ AES TPV (الذي كان يُسمى في البداية TPR ثم تغير لاحقًا إلى TPV). لاحقًا، ربما أطلق التايوانيون هذا الاسم وأصبح شائعًا في البر الرئيسي.

بغض النظر عن كيفية تسميتها في الخارج، فإن TPR والستايرين TPE في الصين ينتميان حاليًا إلى نفس المفهوم، وهو ما يمثل البوليمرات المشتركة لكتلة ستايرين - بوتادين - ستايرين لدن بالحرارة، والتي تسمى عادة مطاط ستايرين - بوتادين لدن بالحرارة، أي TPE=الستايرين TPE في الصين.

ومع ذلك، نظرًا لقضايا تاريخية وترجمة، فإن الاختصار الصيني لـ TPV (المطاط المفلكن الديناميكي بالحرارة) هو مطاط لدن بالحرارة (بالإنجليزية: Thermoplastic المطاط)، أي TPR. ولهذا السبب لا نخبر عملائنا أن مادة PP/EPDM TPV الخاصة بنا تسمى TPR، لأن بعض العملاء قد يعتقدون أنها مطاطية ستايرين. إذا كان يعتمد على SBS، فإن السعر أقل بكثير من TPV.

مطاط البوليستر اللدن بالحرارة، والمشار إليه بـ TPEE أو COPE، ​​هو نوع من البوليمرات المشتركة ذات الكتلة الخطية التي تحتوي على قطعة صلبة من البوليستر PBT (البولي بوتيلين تيريفثاليت) (الطور البلوري) والجزء الناعم من البوليستر الأليفاتي أو البولي إيثر (الطور غير المتبلور). TPEE عبارة عن مطاط صناعي عالي الأداء من الدرجة الهندسية مع مزايا القوة الميكانيكية العالية، والمرونة الجيدة، ومقاومة الصدمات، ومقاومة الزحف، ومقاومة البرد، ومقاومة إجهاد الانحناء، ومقاومة الزيت، ومقاومة التآكل الكيميائي والمذيبات، وما إلى ذلك. إنها تتمتع بقابلية معالجة جيدة و يمكن ملؤها وتعزيزها وسبائكها. لقد تم استخدامه على نطاق واسع في قطع غيار السيارات والخراطيم الهيدروليكية والكابلات والأسلاك والأجهزة الإلكترونية والمنتجات الصناعية والقرطاسية والمواد الحيوية وغيرها من المجالات.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية لـ TPEE:

● الخواص الميكانيكية

من خلال ضبط نسبة الأجزاء الناعمة والصلبة، يمكن تغيير صلابة TPEE من Shore D32 إلى D80، وتكون مرونته وقوته بين المطاط والبلاستيك. بالمقارنة مع اللدائن المرنة بالحرارة (TPE)، فإن TPEE لديها معامل أعلى من TPEs الأخرى بنفس الصلابة في ظل ظروف الضغط المنخفض. عندما يكون المعامل شرطًا مهمًا للتصميم، يمكن لـ TPEE تقليل مساحة المقطع العرضي للمنتج وتقليل كمية المواد المستخدمة.

● قوة الشد

بالمقارنة مع مطاط البولي يوريثين (TPU)، فإن معامل الضغط ومعامل الشد لـ TPEE أعلى بكثير. عندما يتم استخدام TPEE وTPU بنفس الصلابة لصنع نفس الجزء، فإن الأول يمكن أن يتحمل حمولة أكبر. فوق درجة حرارة الغرفة، يتمتع TPEE بمعامل انحناء عالي جدًا، وهو مناسب لصنع عوارض ناتئة أو مكونات من نوع عزم الدوران، خاصة لصنع مكونات ذات درجة حرارة عالية. يتمتع TPEE بتوافق جيد مع درجات الحرارة المنخفضة، وقوة التأثير المحززة في درجات الحرارة المنخفضة أفضل من TPEs الأخرى، كما أن مقاومته للتآكل قابلة للمقارنة بمقاومة TPU. تتمتع TPEE بمقاومة ممتازة للتعب، والتي، إلى جانب مرونتها العالية، تجعل هذه المادة مادة مثالية لظروف استخدام الأحمال الدورية المتعددة، ومناسبة لصنع التروس، والبكرات المطاطية، والوصلات المرنة، والأحزمة، وما إلى ذلك.

●مقاومة للحرارة

يتمتع TPEE بمقاومة ممتازة للحرارة. كلما زادت الصلابة، كانت مقاومة الحرارة أفضل. درجة حرارة تشغيل TPEE عالية جدًا ويمكن أن تتكيف مع درجة حرارة الخبز (150-160 درجة) على خط إنتاج السيارات، كما أنها تفقد القليل من الخواص الميكانيكية عند درجة الحرارة العالية. عند استخدامه فوق 120 درجة، تكون قوة الشد لـ TPEE أعلى بكثير من قوة شد TPU. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع TPEE أيضًا بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة المنخفضة. النقطة الهشة لـ TPEE أقل من -70 درجة، وكلما انخفضت الصلابة، كانت مقاومة البرد أفضل. يمكن استخدام معظم TPEE لفترة طويلة عند درجة -40 . نظرًا للأداء المتوازن في درجات الحرارة العالية والمنخفضة، تتمتع TPEE بنطاق واسع جدًا لدرجة حرارة التشغيل ويمكن استخدامها عند درجة -70-200 .

● المقاومة الكيميائية المتوسطة

يتمتع TPEE بمقاومة ممتازة للزيت ويمكنه تحمل معظم الوسائط الكيميائية السائلة القطبية (مثل الأحماض والقلويات والأمينات ومركبات الديول) في درجة حرارة الغرفة. وتزداد مقاومته الكيميائية مع زيادة صلابته. يتمتع TPEE بخصائص جيدة مضادة للتورم ومضادة للنفاذ لمعظم المذيبات العضوية والوقود والغازات، وتبلغ نفاذية الوقود 1/3-1/300 فقط من المطاط المقاوم للزيت مثل مطاط الكلوروبرين والبولي إيثيلين المكلور سلفونات، ومطاط النتريل.

● مقاومة الطقس ومقاومة الشيخوخة

يتمتع TPEE بثبات كيميائي ممتاز في ظل الظروف الخارجية المختلفة مثل رذاذ الماء والأوزون والجو الخارجي. مثل معظم اللدائن المرنة بالحرارة (TPE)، فإنها تتحلل تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية (الأشعة فوق البنفسجية التي يقل طولها عن 310 نانومتر هي عامل رئيسي في التحلل). ولذلك، بالنسبة للتطبيقات الخارجية أو المنتجات المعرضة لأشعة الشمس، يجب إضافة إضافات الحماية من الأشعة فوق البنفسجية إلى الصيغة، بما في ذلك أسود الكربون والأصباغ المختلفة أو مواد الحماية الأخرى. يمكن استخدام مضادات الأكسدة الفينولية وعوامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية من نوع البنزوتريازول معًا لمنع الشيخوخة الناتجة عن الأشعة فوق البنفسجية بشكل فعال.

● مرونة عالية

إن تطبيق مواد TPEE على النوابض يمكن أن يجعل النوابض تتمتع بعمر خدمة طويل وتساعد القطارات على البدء والتسريع والتباطؤ والتوقف بسلاسة. على عكس النوابض المعدنية، فهي لن تصدأ، أو تتدهور في ظل الظروف البيئية الطبيعية، أو تسبب تمزقًا وخسارة مرنة. بالمقارنة مع المواد المطاطية، فهي تتمتع بقابلية أكبر لإعادة الاستخدام ويمكنها الحفاظ على مرونة جيدة.

● المعالجة والقولبة

يتمتع TPEE بثبات ممتاز في الذوبان ولدنة حرارية كافية، لذلك فهو يتمتع بقابلية معالجة جيدة ويمكن معالجته بواسطة تقنيات معالجة اللدائن الحرارية المختلفة، مثل البثق والحقن والقولبة بالنفخ والقولبة الدورانية والصب المصهور. عند معدلات القص المنخفضة، تكون لزوجة ذوبان TPEE غير حساسة لمعدل القص، بينما عند معدلات القص المرتفعة، تنخفض لزوجة الذوبان مع زيادة معدل القص. نظرًا لأن مصهور TPEE حساس جدًا لدرجة الحرارة، فإن لزوجة الذوبان تتغير عدة إلى عشرات المرات في نطاق 10 درجات، لذلك يجب التحكم في درجة الحرارة بشكل صارم أثناء عملية التشكيل.

خاتمة

في الوقت الحاضر، لا يوجد اسم موحد لللدائن المرنة بالحرارة. من المعتاد استخدام الاختصارات الإنجليزية. من أجل التوحيد، يطلق عليهم جميعًا اسم TPE أو المطاط الصناعي اللدن بالحرارة.

(1) TPE=TPR، وهو المصطلح العام لجميع اللدائن البلاستيكية الحرارية والمطاط البلاستيكي الحراري. في الصين، تمثل اللدائن الستايرين.

(2) في الولايات المتحدة وتايوان ومناطق أخرى، لا يتم تصنيف اللدائن الستايرين TPE (مصفوفة SBS وSEBS وSIS) والمطاط المفلكن ديناميكيًا TPV (EPDM + PP-X) ويشار إليها مجتمعة باسم TPR.

(3) تنتمي اللدائن EPDM + PP إلى اللدائن البلاستيكية من البولي أوليفين، أي أن TPV وTPO هما نفس المفهوم؛

(4) الاختلافات بين اللدائن البولي أوليفين TPV/TPO: أ. النقاط المشتركة: كل من TPO وTPV مصنوعان من EPDM (مطاط البولي أوليفين) + PP. ب. الاختلافات: المطاط الصناعي الحراري TPO- بولي أوليفين؛ مطاط صناعي لدن بالحرارة مبركن ديناميكيًا TPV؛ TPO عبارة عن مزيج مادي بسيط (مبركن جزئيًا، درجة منخفضة من التشابك)، وTPV مبركن بالكامل (مستوى ميكرون ديناميكي مجزأ بالكامل، مع درجة عالية جدًا من التشابك).

(5) TPU: مقاوم للاهتراء، مطاط كبير؛ مرونة ضعيفة، ليست مقاومة للأحماض والقلويات والزيت. TPV: مقاوم للأحماض والقلويات والزيت والطقس ودرجات الحرارة المرتفعة، ومقاوم للأشعة فوق البنفسجية، وأفضل مرونة؛ امتداد ضعيف. TPE/TPR: أداء متوسط ​​في جميع الجوانب، وأرخص سعر للوحدة.