TPR TPU

TPR vai termoplastiskā gumija parasti ir kopolimērs, kas apvieno polistirola (PS) un butadiēna (sintētiskās) gumijas īpašības. Šis materiāls tika izstrādāts, lai sniegtu lielu daļu sintētiskās gumijas īpašuma ieguvumu, vienlaikus ļaujot apstrādei (un pārstrādāt) precīzāk un kontrolējamā iesmidzināšanas formēšanas procesā. TPR nodrošina izcilu noguruma noturību, ķīmisko stabilitāti, trieciena stiprumu un mērenu pārstrādi ar pareizu apstrādi.

TPU vai termoplastiskais poliuretāns ir plaša poliuretāna polimēru klasifikācija, kuriem ir tādas īpašības kā: elastība, caurspīdīgums, izturība un ļoti augsta izturība pret eļļām. Materiāli ir termoplastiski, ar virkni elastomēra uzvedības pakāpi. Viņu augstā izturība un noturība ir iegūta no polimēru ķēdes struktūras, kas sastāv no mainīgiem cietiem un mīkstiem segmentiem.

Šajā rakstā tiks salīdzināts arī TPR pret TPU, to pielietojumu, lietojumu, fizikālajām īpašībām un alternatīvajiem materiāliem.

Kas ir TPR?
TPR (termoplastiska gumija) parasti sastāv no 23% PS un 77% butadiēna sajaukšanas. To sagatavo, emulsijas polimerizējot polimērus. Process padara nešķiramu materiālu, kas satur elastomēru, termoset fāzi un sadalītu, stingru termoplastiska materiāla matricu. Rezultāts iegūst īpašības no abiem komponentiem, bet to var apstrādāt ar ārkārtēju precizitāti iesmidzināšanas formēšanas aprīkojumā. Lai iegūtu papildinformāciju, skatiet mūsu ceļvedi par to, kas ir termoplastiskā gumija.

Tipiskas gumijas tiek sintezētas vai rafinētas daļēji polimerizētā formā, un pēc tam siltumu pieliek, lai pabeigtu šķērssavienojuma procesu. TPR gadījumā butadiēna komponents tiek ražots pilnībā savstarpēji savienots un ražots kā smalks pulveris. Pēc tam PS komponents aizstāj šķērssavienojumu, sasaistot gumiju spēcīgā polimēra matricā. Elastība rodas no butadiēna komponenta elastības, kur iekšējā daļiņu gumijas savienošana būtībā ir neelastīga.

TPR neatbilst vulkanizēto gumiju sniegumam, tāpēc tas nav piemērots riepu ražošanai, kam ir pārāk zems asaru modulis. Tomēr ievērojami labākās TPR ozona, laika apstākļu un UV izturīgās īpašības nozīmē, ka tas ir plašs pielietojums daudzās produktu nozarēs.

Kas ir TPU?
TPU polimēri ir izgatavoti no bloku struktūrām ar garākām, [mīkstiem ”zemas polarizācijas reģioniem un īsām, [cietām” sekcijām ar daudz augstāku polarizāciju. Kovalentās saiknes starp diviem segmentiem veido labi integrētas ķēdes, kas iegūst īpašības no abiem ķēdes elementiem. Mainot sastāvdaļu molekulmasu un attiecības, ķīmiski (gandrīz) identiskos materiālos var iegūt plašu īpašību klāstu. Abu komponentu stikla pārejas temperatūra var būt līdzīga vai atšķirīga, un tās var ķīmiski mainīt, lai tās būtu augstākas vai zemākas. Šīs apstrādes problēmas ļauj iegūt iegūtās materiālu saimes termiskās īpašības.

Augstāka grūtāku elementu polarizācija izraisa spēcīgu pievilcību, kas izraisa pseidokristāliskus reģionus, kas atrodas ļoti elastīgā matricā. Pseidokristāliskie reģioni uzvedas kā savstarpēji savienojošie elementi, kas atspoguļo ģimenes augsto elastības moduli, turpretī garākas, mīkstākas ķēdes mērenas šo efektu, ļaujot ražot virkni cietības/elastības diapazonu.

Šis šķērssavienojuma efekts samazinās līdz nullei, jo tiek pārsniegta cietāka komponenta stikla pārejas temperatūra. Ģimene uzvedas kā pilnībā termoplastiska materiālu grupa, kuru var apstrādāt parastā iesmidzināšanas formēšanas aprīkojumā. TPU var pārstrādāt, kausējot un reformējot, lai gan ķēdes garuma/integritātes pasliktināšanās ir ievērojama pārkārtošanā.

TPR pret TPU: lietojumprogrammas un lietojumi
Zemāk uzskaitītas tipiskās nozares un kopējās TPR lietojumprogrammas:

Automātiskā ražošana: durvju un logu blīvējumi, transmisijas/balstiekārtas detaļas, spārnu ieliktņi, ārējais un iekšējais apdare, instrumentu paneļi, maiņstrāvas un motora gaisa vadi, gromējumi, piedziņas jostas, šķidruma caurules, grīdas paklāji, O-gredzeni.
Būvniecība: durvju un logu blīvējumi, hidrauliskās blīves, santehnikas blīves.
Rūpniecisks: vibrācijas slāpētāji, caurules, kolektori, roņi, suspensijas krūmi, amortizatori, jumta membrānas.
Patērētājs: ledusskapja blīvējumi, rokturi overmolds, mobilo tālruņu pārsegi, slēdžu paneļi, vibrācijas slāpētāji.
Medicīni: gaisa caurules, šļirces blīves, elpošanas maskas un plenums, blīves, vārsti un katetri.
Elektronika: iekapsulēšana, jaudas potenciālie pircēji, augstas kvalitātes kabeļi, mobilā tālruņa trieciena aizsardzība un blīvējumi.
Apavu un sporta aprīkojums: niršanas flippers, snorkels, maskas, slēpošanas polu satvērēji, Ski-Boot komponenti un apavu zoles.
Zemāk uzskaitītas tipiskās nozares un parastās TPU lietojumprogrammas:

Automotive: automobiļu interjera detaļas (laba virsmas apdare, izturība, nodiluma pretestība; un zemas izmaksas).
Lauksaimniecība: ID tagi dzīvniekiem (lieliska elastība, asaru un laika apstākļu izturība un temperatūras tolerance. Lieliski piemērots RFID iekapsulēšanai).
Cauruļvadi un santehnika: blīvējuma profili un o-gredzeni, caurules, jostas un šļūtenes. Speciālisti polimēri ar optimālām kausējuma plūsmas īpašībām, ekstrūzijas adaptēta augsta izturība pret hidrolīzi ar hidrauliskām un citām eļļām un organiskām vielām, izturība pret saspiešanu augstā temperatūrā, augsta izturība, elastība un izturība pret asaru.
Tekstilizstrādājumi: izmanto konveijera jostām, piepūšamos un militārajam aprīkojumam. Plašs apstrādes iespēju klāsts un labas mehāniskās, ķīmiskās un termiskās īpašības.
Sporta aprīkojums: ārkārtēja elastība, augstas ietekmes un temperatūras izturība, caurspīdīgums un vides tolerance.
Ir kopīgas tirgus nozares un šķietami kopīgas produktu zonas, kas var izmantot TPR vai TPU materiālus. Kopumā kopības nenozīmē savstarpēju aizvietojamību, jo katrai lietojumprogrammai ir tendence izmantot šauras viena vai otra materiāla īpašības. Piemēram, automobiļu sektoram ir tendence izmantot TPR ārkārtas elastības un laika apstākļu īpašībām un TPU izturībai, nodiluma pretestībai un ergonomiskām lietojumprogrammām

TPR pret TPU: pārstrādājamība un ilgtspējība
Abi materiāli ir iegūti no naftas ķīmijas avotiem, un to ilgtspējība un pārstrādes akreditācijas dati ir diezgan līdzīgi. TPU ir ļoti pārstrādājama; Tās atkritumus var pārstrādāt atpakaļ augstas kvalitātes izejvielās. Lai gan tas mēdz būt otrās pakāpes termiskās sadalīšanās dēļ. TPU ir arī bioloģiski noārdāms un parasti sadalīsies poligonā/komposta apstākļos 3–5 gadu laikā. Sadaloties, tas neatstāj toksiskas atliekas. TPU arī lēnām kļūst pieejami, un tos var ražot no bioloģiskiem līdzekļiem.

TPR ir arī ļoti pārstrādājams, taču tāpat kā vairums polimēru, pārstrādātais materiāls ir otrās klases. Tie ir stabili materiāli, kas dabiskajā vidē noārdās ārkārtīgi lēni. Kļūst pieejami arī aļģu iegūtie monomēru avoti TPR.

TPR pret TPU: izmaksas
TPR parasti ir ļoti zemu izmaksu materiāli, diapazonā no USD 1,60 līdz USD 2,00 par kg. TPU ir nedaudz dārgāki - no USD 2,00 līdz USD 4,00 par kg.

Alternatīvi materiāli TPR un TPU
Injekcijas veidošanas lietošanai ir pieejami ļoti dažādi termoplastiski elastomēru materiāli ar vienlīdz plašu īpašību un izmaksu spektru. Lai arī tie nav savstarpēji aizvietojami visā diapazonā, ir daudz īpašību kopīgu kopumu, kuru rezultātā tiek parādītas iespējas specifikācijas posmā. Zemāk uzskaitīti daži alternatīvi materiāli:

Termoplastiski vulkanisāti (TPE-V vai TPV).
Termoplastiski poliolefīni (TPE-O vai TPO).
Termoplastiski kopolesteri (TPE-E, Cope vai Teee).
Termoplastiski poliētera bloka amīdi (TPE-A).
Stirēnijas bloku kopolimēri (TPE-S).
Melt apstrādājama gumija (MPR).
Fluoropolimēru elastomēri (FPE).
Ja ir iespēja pārslēgties uz termosetingu polimēriem, ir vairāk materiālu izvēles, kā norādīts zemāk:

Vulkanizētā dabiskā kauka (NR) (latekss, vulkanizēts, lai veidotu buna gumiju).
Poliizoprēns (IR).
Polihloroprēns (CR).
Butadiēna gumija (BR).
Nitrila (butadiēna) gumija (NBR).
Termoset gumijas opciju sarakstam ienes jaunus īpašumus un jaunus ierobežojumus. Viņi tomēr var sasniegt ievērojamus rezultātus ikreiz, kad tiek meklētas īpašas īpašības, un apstrādes jautājumi neliedz izmantot.