Tpe резина что это

Обновлено: 07.01.2025

ТПЭ – Термопластичные эластомеры

ТПЭ – общее наименование термопластичных эластомеров, именуемых также термоэластопластами. ТПЭ представляет собой каучукоподобный материал, переработка которого может осуществляться с использованием термопластических технологий, таких как литье под давлением, двухкомпонентное формование или экструзия. Термопластичные эластомеры (ТПЭ) представляют собой соединения, производимые из термопластичных материалов, таких как ПП, ПБТ или ПА, в сочетании с мягким каучуковым материалом, чаще всего содержащим такие добавки, как масло и наполнитель.

В 60-е годы прошлого века термопластичные материалы стремительно завоевывали все новые и новые сферы. В те времена резиновые смеси (термореактопласты) уже приобрели популярность на автомобильном рынке, однако являлись довольно дорогостоящими, труднопроизводимыми и плохо поддающимися переработке.

Новые тенденции в моде (более яркие цвета, обрезинивание поверхностей и пр.) повлекли за собой увеличение спроса на мягкий, более дешевый и легко производимый материал. Этот рост продолжился и в 70-е годы, когда началось крупномасштабное производство ТПЭ.

В настоящее время существует широкий ассортимент различных типов термопластичных эластомеров (ТПЭ), например:

ТПЭ-О – термопластичные олефины (смеси жестких/мягких сортов с сонепрерывной структурой)
ТПЭ-С – стироловые соединения (СБС, СЭБС или СЭПС)
ТПЭ-В – вулканизованные соединения ПП/ЭПДМ
ТПЭ-Э – сополиэфирные соединения
ТПЭ-У – термопластичный полиуретан
ТПЭ-А – термопластичный полиамид

В повседневном употреблении “Э” зачастую отбрасывается, в результате чего речь идет о ТПО, ТПС, ТПВ, ТПЭ, ТПУ и ТПА.

Схематическая микроструктура ТПЭ-С (стиролового термопластичного эластомера) .

Все сочетания твердых и мягких сортов ТПЭ имеют свойства, аналогичные каучуку, и различаются только уровнями термостойкости, химической стойкости и гибкости, а также способностью к восстановлению после снятия нагрузки (остаточной деформацией при сжатии).

Недостатками ТПЭ по сравнению с традиционными термореактивными полимерами являются их более низкие эксплуатационные характеристики. ТПЭ имеют более низкую термостойкость, химическую стойкость и худшую формоустойчивость (остаточную деформацию сжатия) после воздействия нагрузки.

К основным преимуществам термопластичных эластомеров относятся более легкое превращение (и более низкие энергозатраты по сравнению с термореактопластами) посредством традиционных термопластических технологий, таких как литье под давлением, экструзия, горячее формование, выдувное формование и др. Кроме того, ТПЭ могут легко окрашиваться и переформовываться в различные термопласты с хорошим прилипанием.

ТПЭ производятся многими изготовителями компаундов, такими как Enplast и Ravago (Ensoft, Enflex, Sconablend), Kraiburg, Tecknor Apex, AES, Elasto, Softer, под такими фирменными наименованиями, как Dryflex, Sarlink, Monprene, Santoprene, Laprene и Forprene. В отдельных регионах также активно действуют более мелкие производители.

Производители нефтехимической продукции также осуществляют выпуск отдельных семейств ТПЭ, например, EG DSM со своей маркой Arnitel (ТПЭ-Э), Celanese с маркой Riteflex (ТПЭ-Э), DuPont с маркой Hytrel (ТПЭ-Э), Arkema с маркой Pebax (ТПА) и Dow с маркой Engage (ТПО).

Термопластичные эластомеры (аббревиатура TPE, иногда также называемые эластопластами) представляют собой синтетические полимеры, пластики, которые ведут себя при комнатной температуре, сравнимо с классическими эластомерами - обладают свойствами резины, но могут пластически деформироваться при подаче тепла и, таким образом, проявлять термопластичные свойства. Сочетание таких свойств обусловлено тем, что ТРЕ являются блоксополимерами, в макромолекулах которых эластичные блоки (например, полибутадиеновые) чередуются в определённой последовательности с термопластичными (например, полистирольными). В отличие от каучуков, ТРЕ перерабатываются в изделия, минуя стадию вулканизации. Это материал,сочетающий свойства вулканизованных каучуков при нормальной и низкой температуре, со свойствами термопластов при 120°С-200°С.

ТМ POLI подписан долгосрочный контракт с бельгийской компанией ROVAGO GRОUP*, на использование сырья, изготовленного по специальной запатентованной рецептуре TPE на основе SEBS (TPE-S) для выпуска оконных и дверных уплотнителей

В некоторых случаях термопластичные эластомеры имеют физические точки (вторичные валентные силы или кристаллиты), которые растворяются при нагревании без разложения макромолекул. Следовательно, они могут быть обработаны намного лучше, чем обычные эластомеры. Таким образом, пластиковые отходы могут быть расплавлены и переработаны в дальнейшем. Однако это также является причиной того, что свойства материала термопластичных эластомеров изменяются нелинейно со временем и температурой. Двумя основными измеримыми физическими свойствами материала являются сжатие и расслабление напряжения. По сравнению с этилен-пропилен-диеновым каучуком (EPDM) они обладают более высокими свойствами материала.

В соответствии с внутренней структурой проводится различие между блок-сополимерами и эластомерными сплавами. Блок-сополимеры имеют твердые и мягкие сегменты в одной молекуле. Пластик, следовательно, состоит из типа молекулы, в которой распределены оба свойства (например, SBS, SIS). Эластомерные сплавы представляют собой полимерные смеси, то есть смеси готовых полимеров, при этом пластик состоит из нескольких типов молекул. Из-за различных соотношений смешивания и заполнителей получаются индивидуальные материалы (например, полиолефиновый эластомер из полипропилена (PP) и натурального каучука (NR) - в зависимости от соотношения они охватывают широкий диапазон твердости).

Различают следующие типы и свойства TPE:

TPE-O или TPO = термопластичные эластомеры на основе олефинов, PP / EPDM.
TPE-V или TPV = термопластичные эластомеры на основе олефинов, PP / EPDM.
TPE-U или TPU = термопластичные эластомеры на основе уретана.
TPE-E или TPC = термопластичные сополиэфиры.
TPE-S или TPS = стирольные блок-сополимеры (SEBS, SEPS, SBS, SEEPS и MBS).
TPE-A или TPA = термопластичные сополиамиды.

Термопластичные эластомеры - уникальный класс материалов, который сочетает в себе основные качества термопластиков, такие как: легкость в обработке и переработке, со многими физическими качествами и характеристиками термопластичной резины, такими как:

Эластичность.
Прочность при растяжени МПА, не менее 5,0.
Относительное удлинение при разрыве % , от 400.
Твердость по Шору \А\, 50,0-90,0 усл ед.
Низкая остаточная деформация.
Высокая гибкость.

По многим аспектам TPE можно описать как двухфазовый материал, состоящий из части эластомера и термопластичных жестких компонентов.

Согласно ГОСТу, различают четыре группы уплотнителей:

Поскольку ДСТУ для уплотнителей был принят только 1.1.2019 года и пока что отсутствует в свободном доступе, рассмотрим свойства и группы уплотнителей на основе ГОСТа, который фактически идентичен с международными стандартами.

Эластомеры придают материалу свойства резины: эластичность, мягкость, гибкость, низкую остаточную деформацию и минимальные температуры использования (до -60 °С). Жесткая фаза придает термопластичные свойства, такие как жесткость, легкость в обработке и максимальные температуры использования (до +100 °С).

Преимущества уплотнителей TPE и TPE-S от POLI™:

Tермоэластопласт TPE-S (ТЭП на основе SEBS) легко перерабатывается методом экструзии, в том числе и вторично. SEBS является не менее стойким материалом к озонной и УФ-деструкции. При этом SEBS выгодно отличается от EPDM тем, что вообще не требует химических добавок для вулканизации. Материал получается более экологичным, допускается в контакт с пищевыми продуктами и даже для изготовления медицинских изделий. Поскольку процесс обработки в принципе аналогичен процессу термопластов, возможны такие же короткие циклы. В производстве термопластичных эластомеров все шире используются уплотнители не только для окон и дверей, но и для кузовов автомобилей и комплектующих. Они могут быть экструдированными, литьевыми или выдувными и обычно поставляются готовыми к использованию. Основными преимуществами являются:

Высокое содержание эластомера при твердости материала 50-90 ед. по Шору А позволяет обеспечить уплотнениям высокие эластические свойства.
Превосходная озоно-, UV-стойкость даже у уплотнителей белого цвета;
Наличие термопластика придает необходимую жесткость и каркасность изделию.
Высокая эластичность даже при морозе -50 C°;
Высококачественное распределение наполнителей и красителей в термопластичном эластомере позволяет сохранить прочностные свойства на высоком уровне и обеспечить необходимую уплотняющую способность.
Высокая прочность материала;
Минеральные наполнители позволяют использовать уплотнители в жилых помещениях для окон, дверей, душевых кабин, шкафов купе, грязеочестных систем и вентиляции.
Высокая долговечность уплотнителей;
Материал имеет "теплую" бархатистую поверхность. В отличие от силикона и EPDM не требуется вулканизация, что благоприятно сказывается на цене уплотнителей, несмотря на высокую исходную стоимость полимера.
Цвет уплотнителя определяется красителями;
Собственный светлый цвет термоэластопласта позволяет выпускать уплотнения разных оттенков цвета путем добавления красителей;
TPE химически устойчивы к большинству химикатов;
Пониженная миграция пластификатора. TPE уплотнители легко свариваются на стандартных станках со сварочными зеркалами при температуре 230-240С.
Экологичен: 100% перерабатывается, не содержит хлор и серу. Новые термоэластопласты не содержат свинцовых стабилизаторов и других тяжелых металлов.
Соответствие материала всем нормативным требованиям по тепло-, шумозащите, по воздухопроницаемости и ливнестойкости.

Покупайте уплотнители из термоэластопластов надлежащего качества!

Следует отметить, что на рынке Украины недобросовестные производители предлагают купить уплотнители из термопласта при изготовлении которых, в целях экономии, используют материал, производимый по другой рецептуре (для применения в других отраслях) и при другом содержании эластомера (менее 50%), поэтому понятно почему такие изделия имеют меньшую динамику и не выдерживают гарантийный срок эксплуатации. Так же, в сырье некоторых производителей используются синтетические и химические наполнители (оксиды металлов и т.д.), что в свою очередь не безопасно для применения в жилых помещениях. Такие варианты полностью исключены из производства уплотнителей от TM POLI.

* - ROVAGO GRОUP - компания основана в 1961 году. Работает по всему миру, является номером один среди поставщиков услуг на мировом рынке пластмасс, каучуков и химических веществ.

Термопластичные эластомеры (TPE) - это материалы, которые перерабатываются на оборудовании для переработки пластмасс.

Литьем под давлением
Экструзией
Раздувом
Термо – вакуумформованием и др. видами переработки.

ТЭПы не требуют вулканизации, как резины, и обладают такой же прочностью, как и вулканизированный каучук.

Применение ТЭПов обеспечивает низкие затраты на производство и высокую производительность.

Главные функциональные свойства Термоэластопластов:

широкий диапазон твердости от 0 по ШОР А до 90 по ШОР Д,
регулируемая плотность,
высокий предел прочности,
стойкость к воздействию внешней среды и знакопеременным нагрузкам,
вторичная переработка,
высокие упруго-деформационные свойства,
хорошая технологичность и легкое окрашивание.

TPE, как правило, представляют собой материалы, получаемые из мягкой фазы - Эластомера и жесткой - Термопласта. Эластомер придает материалу эластичность и пластичность, аналогичную каучуку, и устойчивость к низким температурам. Термопласт же обеспечивает прочность при высоких температурах и технологичность при его переработке.

ТЭПы обладают всеми этими характеристиками, что придает ему Уникальность!

Виды TPE?

По своей структуре, Tермоэластопласты делятся на основные виды:

Термопластичные вулканизаты (TPV)
Стирольные блочные сополимеры (SBS, SEBS)
Термопластичные полиолефины (TPO)
Термопластичные полиуретаны (TPU)
Термопластичные полиэфиры (ТРЕ-Е)

Что такое TPV?

Термопластичный вулканизат

TPV более 30 лет активно заменяют термореактивные каучуки, резины. ТПВ, один из перспективных видов Термоэластопластов соединяет в себе уникальность функциональных свойств Термопласта и Эластомера. В большинстве случаев, Эластомером (мягкой фазой) выступает каучук EPDM, (жесткой фазой) Термопластом – Полипропилен (РР).

EPDM обеспечивает TPV эластичность, РР обеспечивает стойкость к высоким температурам, прочность и технологичность при переработке.

Термопластичные вулканизаты TPV (EPDM/PP) получают смешиванием Полипропилена (PP) и каучука (EPDM) до гомогенного состояния и сбалансированного распределения фаз, с последующей вулканизации путем смешивания химических компонентов.

ТПВ, среди других термоэластопластов, преобладают такие свойства и их комбинации, как:

эластичность и относительное удлинение, - устойчивость к ультрафиолетовому излучению,
химостойкость и стойкость к озону,
выдерживает высокие деформационные нагрузки, при этом сохраняет упругие свойства,
так же перерабатывается Литьем под давлением и Экструзией.

Сферы применения TPV

Автопром:

крупногабаритные и сложные по геометрии автомобильные детали,
накладки на педали,
уплотнители для окон, багажника, фар и др.
детали интерьера,
автоковры,
пыльники, чехлы шруса,
вибрационные и шумопоглощающие прокладки.

Строительство:

декоративные отделочные материалы для потолка и пола,
оконные и дверные уплотнители,
противоскользящие накладки на ступени,
рукоятки строительного инструмента (кистей, мастерков и др.),
уплотнители для гидроизоляции.

Электрика - Электроника:

изоляция кабеля,
гибкие детали бытовой и оргтехники (в том числе теплостойкие),

эластичные детали сотовых телефонов, эластичные корпуса клавиатуры компьютеров. Шарики для мышки. Ролики для подачи бумаги в оргтехнике.

Бытовая техника, сантехника:

шланги, фитинги и уплотнения стиральных и посудомоечных машин,
рукоятки и эластичные детали электроинструмента (дрели и др.),
гибкие детали кухонных принадлежностей (для автоматической мойки).

Игрушки, спорт:

сиденья для велосипеда,
гибкие детали авторучек,
колеса для колясок, игрушечных машин, гибкие игрушки,
покрытия для стадионов.

Медицинские изделия:

гибкие детали медицинского назначения,
поршни для шприцев,
ручки медицинских приборов и инструментов.

Модификатор:

для увеличения ударопрочности и морозостойкости РР,
для увеличения ударопрочности и морозостойкости РЕ.

Ключевые характеристики и преимущества TPV Почему выбирают TPV?

Характеристики

Преимущества

TPV имеют широкий интервал требуемой твердости, от 35 Shore A до 70

Стойкость к УФ излучению

Обладает превосходной стойкостью к УФ и Озоновому воздействию.

Устойчивость к

Диапазон рабочих температур от -60 до +130 °C. Поэтому TPV

знакопеременным

применяются как, в холодных, так и в теплых регионах.

Окрашивание

TPV могут быть окрашены в любые цвета. Легко окрашиваются

Суперконцетратами на основе РР.

Вторичная переработка

TPV повторно перерабатывается до 100%, поэтому не наносит вред

окружающей среде и природе.

TPV имеет хорошие адгезионные свойства. Благодаря этому, TPV

применятся для Со-экструзии и Многокомпонентного литья, с разными

Термопластам. Дополнительно TPV хорошо сваривается различными

Материалы конкуренты TPV

Обладая комплексом уникальных свойств и их комбинацией, ТПВ заменяет такие материалы:

Термореактивные резины на основе каучуков EPDM, SBR и др.
Силиконы
Термоэластопласты на стирольной основе (SEBS, SBS)
Термоэластопласты на олефиновой основе (ТРО)
Термоэластопласты на полиуретановой основе (TPU)
Термоэластопласты на полиэфирной основе (TPE-E)
Пластифицированный ПВХ

Сравнение свойств эластичных материалов

Вес изделия

Адгезия с PP и PE

Адгезия с PA и ABS

Температурный диапазон

Гибкость дизайна

Высокие температуры

Герметичность

Стерилизация паром

Стойкость к моющим средствам

Маслостойкость

Тепловое старение

Долговечность

Токсичность

Сравнение свойств Термореактивных резин на основе EPDM и Термопластичными вулканизатами TPV

Как видно из таблицы физические и эксплуатационные свойства EPDM и TPV очень близки. Так в чем же разница?

Основное различие в способе производства и как следствие в соотношении цена/качество.

Преимущества производства изделий из TPV позволяет:

сократить до минимума производственные площади, занимаемые оборудованием,
снизить затраты на электроэнергию, (количество оборудования и время на производственные процессы, значительно ниже, чем для производства резин),

сократить численность обслуживающего персонала,

использование переработанных вторичных отходов TPV,
гибкость в конструировании и дизайне изделий, свойственное обычным полимерам,

более простой и технологичный способ производства изделий из TPV.

У специалистов, которые используют для своей продукции резиновые смеси, может возникнуть разница во мнениях.

Оба типа материалов, термопластичные эластомеры и термореактивные каучуки, представляют собой разнообразные классы полимерных материалов, обладающих широким спектром свойств. Сравнение показывает, что присущие им свойства зависят от различных структур, входящих в состав двух наборов материалов, а также рецептурных добавок.

Оптимальный материал для конкретного применения будет зависеть от многих параметров, в том числе от конструкции изделия и условий его эксплуатации. Конструкторы изделий и узлов должны быть хорошо знакомы, как кермопластичными эластомерами, так и с термореактивными резинами, чтобы выбрать наиболее подходящий материал, обеспечивающий наилучшие свойства конечному изделию.

Для создания требуемых свойств и их комбинаций в ТПВ, используется от 20 до 30 различных добавок и ингредиентов. В Термоэластопластах обычно используются такие добавки, как:

армирующие наполнители,
не армирующие наполнители,

пластификаторы,
стабилизаторы,

антиоксиданты,

технологические вспомогательные вещества (смазки),

сшивающие агенты и со-агенты,

большое количество добавок, которые увеличивают производительность, как при производстве материала ТЭП, так и для изделий из него.

Секрет успеха применения TPV зависит, как от развития рынка производства и синтеза добавок, так и от знания рецептуростроения Термоэластопластов. Именно этим обусловлен ежегодный рост развития TPV в 2 раза, а в некоторых отраслях и в 4 раза. Например, в строительстве и автопроме.

Компания РУСПЛАСТ уделяет большое внимание Термоэластопластам и искренне верит в развитие TPV. Нами были разработаны новые марки MASFLEX TPV с различной твердостью от 50 до 85 по ШОР А. Компания РУСПЛАСТ ежегодно тратит на НИОКР по разработке ТЭПов более 20 млн. рублей.

В ближайшей перспективе будут выпущены марки MASFLEX TPV:

Вспененные
Трудногорючие
С высокой степенью сшивки
С повышенной адгезией и др.

TPE против EPDM: сделайте правильный выбор

Вы сравниваете TPE и EPDM для вашего нового проекта? Специалисты РУСПЛАСТ могут помочь вам с выбором материала, в том числе какой вид ТЭПа использовать. Мы можем обеспечить вас образцами материала и изделий, удовлетворяющих Ваши требования. Вы полюбите наши TPE MASFLEX, изготовленные по Вашему заказу и надеемся оцените, наше обслуживание. Приходите к нам, чтобы узнать больше о преимуществах TPEs, таких как TPV.

Стирольные термоэластопласты (ТЭПы) (англ. аббревиатура TPE-S) объединяют класс полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе стирольных блок-сополимеров, таких как СБС (стирол-бутадиен-стирол) (англ. SBS) и СЕБС (стиро-этилен-бутилен-стирол) (англ. SEBS).

В состав ТЭПов входят:

• каучуки СБС, СЕБС — придают требуемую эластичность и мягкость,
• полиолефины — обеспечивают технологическую перерабатываемость материала на типовом экструзионном оборудовании,
• наполнители — улучшают технологичность процесса, снижают усадку,
• масла-мягчители — придают ТЭПам требуемую твердость,
• антиоксиданты — увеличивают стойкость ТЭПов к старению,
• УФ-стабилизаторы — повышают стойкость ТЭПов к воздействию УФ-излучения.

ТЭПы на основе стирольных каучуков в настоящее время успешно заменяют резины в таких областях, как:

1. Строительная отрасль. Замена EPDM-резины в уплотнителях на более технологичный и дешевый ТЭП, уплотняющие кольца для труб.

2. Автомобильная отрасль. Коврики автомобилей уже в большинстве случаев производят из ТЭПов, пыльники, колпаки, кордовые уплотнители для БелАЗов, уплотнители для стекол (в вагонах уплотнители на окнах серого цвета сделаны из ТЭПов) и прочие резиновые детали, у которых нет повышенных требований к эксплуатации.

3. Кабельная отрасль. Производство кабеля КГ, КГ-ХЛ и ПРС.

Средний темп роста потребления ТЭПов в мире составляет 6–7% ежегодно.

1. Резиносмешение и подготовка смеси. Представляет собой резиносмеситель периодического действия с камерой от 200 л, куда оператор загружает брикеты каучука, добавки. Смесь перемешивается и выгружается на следующую стадию.

2. Вальцевание. Представляет собой вальцы, на которых происходит дополнительное перемешивание, снижение вязкости смеси, введение вулканизаторов, подогрев смеси перед последующей переработкой. По готовности смеси оператор делает надрез на вальце и протягивает образованное полотно до следующей стадии.

3. Экструдирование. Представляет собой червячный пресс с большим диаметром шнека (100–200 мм). Резиновая смесь поступает на шнек, далее под давлением выдавливается в формующую головку, через которую постоянно протягивается медная жила, в результате чего накладывается изоляция. Полученное изделие поступает на следующую стадию.

4. Вулканизация. Представляет собой протяженный термошкаф, где поддерживается заданная температура для сшивки (120–200 °С). Лимитирующим фактором на данном этапе (и соответственно — всего процесса) является время пребывания изделия в камере вулканизации. Скорость линии обычно находится в интервале 3–5 м/мин.

Как видно, данный процесс обладает рядом недостатков:
1. Высокая металлоемкость.
2. Большое количество обслуживающего персонала.
3. Вредность, т.к. люди работают и контактируют с вредными веществами (сажа, перекиси).
4. Отсутствие вторичной переработки.
5. Тихоходность процесса.

Процесс производства кабеля КГ из ТЭП состоит из следующих этапов:

1. Загрузка сырья в виде гранул в экструдер для ПВХ.
2. Наложение изоляции и оболочки по типовой технологии наложения.

1. Низкая металлоемкость. Переработка происходит на типовом оборудовании.
2. Низкое количество обслуживающего персонала.
3. Безвредность (при наличии общецеховой вентиляции).
4. Наличие вторичной переработки ТЭПов.
5. Быстроходный процесс.

В чем же отличия кабеля КГ в резиновой оболочке и оболочке из ТЭПа?

Для начала необходимо определить области применения данного кабеля, а это:

1. Шнуры с вилками для электроинструмента, который может работать на улице.
2. Удлинители и переноски, также для работы на улице.
3. Нестационарная прокладка для подключения электрооборудования, например на месторождениях от генератора до буровой установки.
4. Бытовое использование населением.
5. Подключение сварочных станков.

Данные испытания кабель из резины и ТЭПа проходят без проблем (кроме испытания на нераспространение горения, т.к. для данного вида кабеля применяются иные материалы).

Особо необходимо отметить следующие отличия:

Из вышеизложенного следует, что ТЭП на основе СЕБС-каучука является достойным заменителем резины в производстве кабеля КГ и КГ-ХЛ.

Статьи публикуются с разрешения автора и обязательным указанием ссылки на источник

Редакция оплачивает на договорной основе
технические статьи, маркетинговые отчеты, рецептуры, обзоры рынка
и другую отраслевую информацию и права не ее размещение

Приглашаем специалистов к сотрудничеству в качестве внештатных авторов и консультантов!

Читайте также: