מדריך זה מספק מידע מקיף על אלסטומרים תרמופלסטיים, מכסים את נכסיהם, מאפיינים, יישומים, וקריטריונים לסיווג. בין אם אתה מעוניין בכל אחד מהנושאים הללו, אתה יכול למצוא את כל המידע שאתה צריך ממש כאן.
משמעות אלסטומר תרמופלסטי
אלסטומרים תרמופלסטיים (TPEs), ידוע גם בשם גומיות תרמופלסטיות (TPR), הם סוג של קופולימר או תערובת פיזיקלית של פולימרים (בדרך כלל פלסטיק וגומי) בעלי איכויות תרמופלסטיות ואלסטומריות כאחד.
בעוד שרוב האלסטומרים הם thermosets, תרמופלסטיים פשוטים יחסית לשימוש בייצור, כגון הזרקה. ניתן גם למחזר את אלה! פולימרים אלו חזקים במיוחד וניתן למתוח אותם שוב ושוב עד לפחות פי שניים מאורך ההתחלה שלהם עם התאוששות מהירה מלאה, אבל הם תרמופלסטיים אמיתיים ואינם דורשים ריפוי או גיפור כמו גומיות אחרות.
איך אלסטומרים תרמופלסטיים (TPEs) עָשׂוּי?
טכניקות כימיות כגון שתל או קופולימריזציה של שרשרת משמשות ליצירת אלסטומרים תרמופלסטיים. באלה נעשה שימוש בקופולימריזציה של שני מונומרים או יותר. מונומר אחד מייצר מקטעים גבישיים קשים, בעוד שהשני יוצר קטע אמורפי או רך, נותן לחומר את האופי האלסטומרי שלו. להלן תיאורים של שתי טכניקות הקופולימריזציה:
- קופולימריזציה של בלוק מייצרת עמוד שדרה פולימרי המורכב מגושים חוזרים ונשנים של מקטעים קשים ורכים.
- פילמור השתל הוא תהליך של חיבור שרשראות פולימר כענפים לעמוד פולימר. מכיוון שלענפים ולעמוד השדרה עשויים להיות דרגות משתנות של חלקים קשים ורכים, גישה זו מאפשרת התאמה אישית רבה יותר.
7 שימושים באלסטומרים תרמופלסטיים
השימושים באלסטומרים תרמופלסטיים משתנים בין התעשיות. חשוב לבחור חומר TPE התואם ליישום שבו הוא ישמש.
| שימושים ב-TPE | תיאור |
|---|---|
| רכב | TPE משמש ליישומי רכב בשל הגמישות שלו, ללבוש מצוין, כִּימִי, והתנגדות חשמלית, ויציבות UV. |
| בְּנִיָה | העמידות והגמישות של TPE הופכות אותו לבחירה המושלמת עבור אטמי מזג אוויר שחולצו. |
| תַעֲשִׂיָתִי | ל-TPE יכולת שיכוך מעולה עבור יישומים כגון תושבות וקפיצים נגד רעידות. |
| מוצרי צריכה | העמידות של TPE, גְמִישׁוּת, קלות הדפוס, ועמידות כימית רצויה עבור כיסויי שלט רחוק וכיסויים לטלפונים ניידים. |
| רְפוּאִי | TPE גמיש, תואם ביולוגי, קל, ועמידות כימית. זה עושה את זה שימושי עבור צינורות נשימה, אטמי מזרק, מסכות, ואטמים אטומים אחרים. |
| מכשירי חשמל | TPE משמש עבור רכיבי טלפון נייד, כבלים, תקעים, ושקעים בשל ההתנגדות החשמלית והיכולת להיות יצוק. |
| מוצרי ספורט | TPE משמש לסוליות נעליים, סנפירי צלילה, וידיות למקלות סקי בשל הגמישות שלה, התנגדות ללבוש, ויציבות UV. |
שולחן: יישומים ושימושים נפוצים של חומר TPE
סוגי אלסטומרים תרמופלסטיים (TPEs)
| סוגי TPEs | הַגדָרָה | שימושים אופייניים |
|---|---|---|
| קופולימרים בלוק סטירן (TPE-S) | המבנה המולקולרי מורכב מיחידות סטירן ובוטדיאן חוזרות ונשנות עם מכסי קצה סטירן. | הנעלה דבקים |
| פוליאולפינים תרמופלסטיים (TPE-O או TPO) | תערובת של פוליפרופילן או פוליאתילן ועוד אלסטומר. | פגושים לרכב לוחות מחוונים מכסי כריות אוויר מגיני בוץ |
| וולקניזטים תרמופלסטיים (TPE-V או TPV) | עשוי מתערובת של פוליפרופילן ו-EPDM שמתגפור במהלך ההרכבה. | אטמי רכב מפוחים צינורות אטמי צנרת |
| פוליאוריטן תרמופלסטי (TPE-U או TPU) | נוצר על ידי תגובה של דיאיזוציאנטים עם פוליאסטר או פוליאתר פוליאול. | גלגלים גלגלים אחיזת כלי חשמל צינורות & צינורות חגורות הנעה |
| קופוליאסטרים תרמופלסטיים (TPE-E או COPE או TEEE) | אלסטומרים תרמופלסטיים בעלי ביצועים גבוהים | תעלות אוויר לרכב שקיות אוורור מגפי אבק מסוע |
| להמיס גומי לעיבוד (MPR) | אלטרנטיבה לגומי מגופר המורכב מפוליאולפין הלוגני צולב מעורבב עם פלסטיקאים ומייצבים. | רצועות מזג אוויר לרכב סירות מתנפחות חותמות משקפי מגן |
| אמידים בלוק פוליאתר תרמופלסטי (TPE-A) | מורכב מקטעים רכים העשויים מפוליאתרים או פוליאסטרים ומקטעים קשים עשויים מפוליאמיד. | רכיבי תעופה וחלל כיסוי כבלים |
שולחן 1. סוגי אלסטומרים תרמופלסטיים
9 יתרונות השימוש באלסטומרים תרמופלסטיים
זה מסביר את היתרונות של שימוש באלסטומרים תרמופלסטיים.
1.אלסטומרים תרמופלסטיים מספקים מגוון רחב של יישומים
אלסטומרים תרמופלסטיים ניתנים להתאמה רבה. זה מרמז כי TPE עשוי להיות מותאם אישית בקלות במהלך תהליך הייצור כדי להתאים טוב יותר לשימוש הסופי של המוצר ולסביבה. צינורות TPE, לדוגמה, יכול לנוע בין רך וג'לי ועד נוקשה ובלתי נכנע. ניתן לייצר מוצרי TPE גם במגוון גדלים מותאמים אישית.
2.TPE (אלסטומר תרמופלסטי) עמיד באופן טבעי לכימיקלים ויכול להיות מעכב בעירה.
אלסטומר תרמופלסטי הוא עמיד כימית מטבעו. זה גם אפשרי שהוא מעכב בעירה. מוצרי TPE מציעים מאפיינים כימיים יוצאי דופן ויציבות כתוצאה מכך, גם כאשר הוא נתון למגוון רחב של טמפרטורות ומשתנים סביבתיים. כי TPE עמיד כימית, זה משפר את האיכות והעמידות של מוצר ה-TPE הסופי.
3. חומרי אלסטומר תרמופלסטיים דורשים מעט עד לא תרכובות ואינם דורשים חומרי חיזוק, מייצבים, או מערכות ריפוי.
אלסטומרים תרמופלסטיים אינם דורשים תרכובת רבה ואינם דורשים כימיקלים מחזקים, מייצבים, או מערכות ריפוי. למעשה, יש הבדל קטן בין אצוות עם רכיבי שקילה ומדידה בגלל היעדר תרכובות. היעדר השונות משפר את אחידות חומרי הגלם והמוצרים המוגמרים. העקביות של TPE הופכת אותו לחלופה רצויה לגומי או פלסטיק ביישומים מסוימים.
4. אלסטומרים תרמופלסטיים הם בחירה מצוינת ידידותית לסביבה.
מכיוון שהם ניתנים למחזור, אלסטומרים תרמופלסטיים נחשבים ידידותיים לסביבה. לא רעיל, ניתן להשתמש בפולימרים הניתנים למחזור ליצירת חומרי TPE. ייצור TPE משתמש בפחות אנרגיה מחומרים אחרים ולעתים קרובות ניתן למיחזור באמצעות דפוס או שחול. ניתן למחזר TPE במגוון דרכים. חלופה אחת היא לגרוס אותו ולהשתמש בו כחומר מילוי בסחורות אחרות. אפשרות נוספת היא להמיס אותו וליצור ממנו פריטים חדשים.
5. אלסטומרים תרמופלסטיים הם נטולי לטקס באופן טבעי ולכן בטוחים למי שרגיש ללטקס או אלרגי.
אלסטומרים תרמופלסטיים הם נטולי לטקס מטבעם. פריטי גומי רבים כוללים לטקס, מה שגורם לתגובות אלרגיות אצל אנשים מסוימים. TPE, תלוי איך הוא מיוצר, עשוי להיות רך למגע, מה שהופך אותו לבחירה מתאימה עבור מכשירי בריאות הבאים במגע ישיר עם מטופלים שכן תחושה נעימה זו יכולה לעשות את ההבדל בנוחות המטופל. TPE הוא גם פשוט לחיטוי, מה שהופך אותו לשימושי בתחום הבריאות ובתעשיות המזון והמשקאות.
6. אלסטומרים תרמופלסטיים יכולים להוות חלופה חסכונית ויעילה לחומרים אחרים.
אלסטומרים תרמופלסטיים נחשבים חסכוניים מכיוון שהם זקוקים פחות אנרגיה לייצור. TPE דורש פחות עיבוד ויש לו תקופות ייצור מהירות יותר מאשר חומרים אחרים, מה שיכול להביא לחיסכון משמעותי בעלויות. כתוצאה, TPE יכול להיות חומר יעיל וחסכוני יותר מאשר לטקס גומי טבעי, סיליקון, ותרכובות פוליוויניל כלוריד.
7. אלסטומרים תרמופלסטיים הם חומר מצוין עבור הזרקה ושחול בקנה מידה גדול.
אלסטומרים תרמופלסטיים שימושיים להזרקה מכיוון שאחד המאפיינים הבולטים שלהם הוא יכולתם להיות מעובדים כמו נמס בטמפרטורות קיצוניות. מאחר והזרקה מחייבת את התכונות הללו, TPE עובד היטב גם עם הזרקה בנפח גבוה וגם עם שחול.
8. אלסטומרים תרמופלסטיים עמידים לצבע ולצבע.
צבע וצביעה של אלסטומרים תרמופלסטיים הם פשוטים. יתר על כך, TPE עשוי להיות מותאם כך שיתאים למגוון רחב של צבעים וגימורים, כולל פלורסנטים. יש לו בהירות גבוהה, מה שהופך אותו מתאים לצינורות רפואיים ולשימושים אחרים.
9. אלסטומרים תרמופלסטיים שימושיים במגוון מצבים
אלסטומרים תרמופלסטיים משמשים במגוון רחב של יישומים. TPE גדל בפופולריות במשך כמה עשורים. מספר מגזרים בוחנים ללא הרף דרכים חדשות וחדישות להשתמש ב-TPE בגלל היתרונות הרבים שלו בתכונות החומר והביצועים.
מהם החסרונות של אלסטומרים תרמופלסטיים (TPEs)?
למרות איכויות האלסטומר התרמופלסטי הנהדרות שלהם, ל-TPE יש כמה חסרונות משמעותיים, המצוינים להלן:
- TPEs היגרוסקופיים, מה שאומר שהם אוספים לחות ויש לייבש אותם היטב לפני השימוש.
- הַתָכָה: מאז ל-TPE יש נקודת התכה נמוכה, ניתן לעבד אותם באמצעות תהליכים תרמופלסטיים רגילים. TPEs, מצד שני, יכול להיהרס באופן בלתי הפיך אם מחומם מעל טמפרטורת הפירוק של המקטעים הרכים של הפולימר. כתוצאה, השימושים שלהם בטמפרטורה גבוהה מוגבלים.
- TPEs הם לרוב קשיחים יותר מאלסטומרים אחרים כגון גומי או פוליאוריטן. זה נובע בין השאר מהשילוב של הפולימר של מקטעים קשיחים תרמופלסטיים. קשיות של 80 חוף A ומעלה הם רגילים.
אלסטומר תרמופלסטי (TPE) מעבד
הזרקה
ללא ספק הטכניקה החיונית ביותר לעיבוד חומר TPE היא הזרקה. הסיבה הבסיסית לכך היא הפרודוקטיביות הגבוהה והנקיות של הזרקה, תהליכים ללא שאריות.
ב הזרקה, פלסטיק מותך מוזרק לתבנית, יצירת העתק זהה של התבנית. TPEs מתנהגים באופן דומה לתרמופלסטיות אחרות ברץ החם בהליך זה. טכניקות ההזרקה המשותפת וההזרקה מתאימות שתיהן ליישום זה. הזרקה משמשת בעיקר לייצור דברים מוצקים, כגון כלים או רכיבים, במספרים עצומים ובדיוק גבוה.
שִׁחוּל
שחול היא שיטה פופולרית לייצור צינורות, פרופילים, ומוצרי אלסטומר תרמופלסטיים אחרים. החומר יצוק בתהליך מתמשך זה על ידי הנעתו דרך תבנית עם פרופיל חתך שהחומר מאמץ.
כדורי TPE מוזנים לתוך הבורר של המכבש ולאחר מכן מחוממים ומומסים על ידי בורג ספירלה המסתובב בחבית מחוממת. הבורג מכריח פלסטיק מותך דרך תבנית כדי ליצור אורכי רציף של תבניות עם אותו פרופיל, אשר מתקררים לאחר מכן. בניגוד להזרקה, שִׁחוּל בדרך כלל מייצר מוצר חצי מוגמר או ביניים שיש לטפל בו. טכנולוגיה זו עשויה לשמש ליצירת חתכים מסובכים במיוחד עם ליטוש משטח טוב מאוד ומידה רבה של חופש עיצובי.
דפוס מכה שחול
שחול TPE הוא הליך משמעותי נוסף לעיצוב פרופילים. פלסטיק מותך מוחלף לתוך תבנית או מת בשחול. הצורה הנדרשת נוצרת לאחר מכן על ידי ניפוח אוויר לתוך התבנית או הכלי.
מכבש בורג יחיד הוא הטכנולוגיה המובילה כאן. מחלצים אחרים, כגון מכבשים משולשים, מנוצלים גם כן. שחול משמש לייצור חפצים חלולים מורכבים כמו בקבוקים ומיכלים. אקסטרוזיה משמשת לייצור יריעות, צינורות, וצורות אחרות בנוסף לפרופילים.
אלסטומר תרמופלסטי שאלות נפוצות
האם אלסטומר תרמופלסטי בטוח?
אנשים גם שואלים אם TPEs בטוחים. בהחלט, הם בטוחים מספיק לשימוש בייצור של כוסות סיפי ופריטי בריאות כגון צינורות רפואיים. TPEs יכולים להיות מתוכננים גם עבור ביצועים מעכבי אש אם נדרש עבור היישום. החומר אינו אלרגני ואינו גורם לגירוי בעור.
האם TPEs עמיד למים?
ניתן לשלב TPEs בצורה כזו שהחומר הופך עמיד למים לחלוטין. TPEs משמשים לעתים קרובות כאטם המגן על רמקולים ניידים ואלקטרוניקה אחרת מפני נזקי מים. TPEs, מצד שני, ניתן להתאים לספוג מים אם זו תכונה רצויה עבור היישום שלך.
האם אלסטומר תרמופלסטי הוא גומי?
TPEs הם סוג של חומרים דמויי גומי המשלבים את תכונות הגומי עם יתרונות המיחזור והעיבוד של פלסטיק.
האם אלסטומר תרמופלסטי כמו סיליקון?
TPE, או אלסטומר תרמופלסטי, וסיליקון הן שתי תרכובות גומי הניתנות להשוואה במובנים רבים. שניהם משמשים לעתים קרובות בתהליך ההזרקה. לסיליקון התנהגות מובחנת בטמפרטורות גבוהות וחסרה לו נקודת התכה, נשאר מוצק עד שמתרחשת בעירה. בטמפרטורות גבוהות (200-450מעלות צלזיוס), גומי סיליקון מאבד בהדרגה מאפיינים מכניים והופך שביר. ל-TPE יש נקודת התכה של 260-320 מעלות צלזיוס.
למידע נוסף כמדריך שלנו בנושא אלסטומר תרמופלסטי לעומת גומי סיליקון נוזלי
סיכום
מאמר זה דן בחומרי אלסטומר תרמופלסטיים, כולל מינים, שימושים, יישומים, טכניקות ייצור, ורעילות. צור קשר עם אחד ממהנדסי האפליקציות שלנו או מומחי חומרים לקבלת מידע נוסף על יישומי האלסטומרים התרמופלסטיים הרבים וכיצד להשתמש ביעילות בחומר TPE כדי לענות על הצרכים הספציפיים שלך.