Questa guida fornisce informazioni complete sugli elastomeri termoplastici, coprendone le proprietà, caratteristiche, applicazioni, e criteri di classificazione. Se sei interessato a uno qualsiasi di questi argomenti, puoi trovare tutte le informazioni di cui hai bisogno proprio qui.
Significato dell'elastomero termoplastico
Elastomeri termoplastici (TPE), note anche come gomme termoplastiche (TPR), sono un tipo di copolimero o una miscela fisica di polimeri (tipicamente una plastica e una gomma) che hanno sia qualità termoplastiche che elastomeriche.
Mentre la maggior parte degli elastomeri sono termoindurenti, i materiali termoplastici sono relativamente semplici da impiegare nella produzione, come lo stampaggio a iniezione. Anche questi possono essere riciclati! Questi polimeri sono eccezionalmente robusti e possono essere allungati ripetutamente fino ad almeno il doppio della loro lunghezza iniziale con un recupero rapido e completo, ma sono veri e propri materiali termoplastici e non richiedono polimerizzazione o vulcanizzazione come le altre gomme.
Come sono gli elastomeri termoplastici (TPE) Fatto?
Per creare elastomeri termoplastici vengono utilizzate tecniche chimiche come la copolimerizzazione a innesto o a catena. In questi viene utilizzata la copolimerizzazione di due o più monomeri. Un monomero produce segmenti cristallini duri, mentre l'altro forma un segmento amorfo o molle, conferendo al materiale il suo carattere elastomerico. Di seguito sono descritte le due tecniche di copolimerizzazione:
- La copolimerizzazione a blocchi produce una struttura polimerica composta da blocchi ripetuti di segmenti duri e morbidi.
- La polimerizzazione ad innesto è il processo di unione delle catene polimeriche come rami ad una struttura polimerica. Perché i rami e la spina dorsale possono avere gradi variabili di parti dure e molli, questo approccio consente una maggiore personalizzazione.
7 Usi degli elastomeri termoplastici
Gli usi degli elastomeri termoplastici variano da un settore all'altro. È importante scegliere un materiale TPE compatibile con l'applicazione in cui verrà utilizzato.
| Usi del TPE | Descrizione |
|---|---|
| Settore automobilistico | Il TPE viene utilizzato per applicazioni automobilistiche grazie alla sua flessibilità, ottima tenuta, chimico, e resistenza elettrica, e stabilità ai raggi UV. |
| Costruzione | La durabilità e la flessibilità del TPE lo rendono la scelta perfetta per le guarnizioni estruse. |
| Industriale | Il TPE ha un'eccellente capacità di smorzamento per applicazioni come supporti antivibranti e molle. |
| Prodotti di consumo | La durabilità del TPE, flessibilità, facilità di stampaggio, e la resistenza chimica sono auspicabili per le coperture dei telecomandi e le custodie dei telefoni cellulari. |
| Medico | Il TPE è flessibile, biocompatibile, leggero, e chimicamente resistente. Ciò lo rende utile per i tubi respiratori, guarnizioni delle siringhe, maschere, e altre guarnizioni ermetiche. |
| Elettronica | Il TPE viene utilizzato per i componenti dei telefoni cellulari, cavi, tappi, e prese per la sua resistenza elettrica e modellabilità. |
| Articoli sportivi | Il TPE viene utilizzato per le suole delle scarpe, pinne da sub, e maniglie per bastoncini da sci grazie alla sua flessibilità, resistenza all'usura, e stabilità ai raggi UV. |
Tavolo: Applicazioni e usi comuni del materiale TPE
Tipi di elastomeri termoplastici (TPE)
| Tipi di TPE | Definizione | Usi tipici |
|---|---|---|
| Copolimeri a blocchi stirenici (TPE-S) | La struttura molecolare è costituita da unità ripetute di stirene e butadiene con cappucci terminali in stirene. | Adesivi per calzature |
| Poliolefine termoplastiche (TPE-O o TPO) | Una miscela di polipropilene o polietilene e un altro elastomero. | Paraurti automobilisticiCruscottiCopriairbagParafanghi |
| Vulcanizzati termoplastici (TPE-V o TPV) | Realizzato da una miscela di polipropilene ed EPDM vulcanizzata durante la mescola. | Guarnizioni automobilisticheSoffiettiTubiSigilli per tubi |
| Poliuretani Termoplastici (TPE-U o TPU) | Formato facendo reagire diisocianati con un poliestere o un polietere poliolo. | Ruote girevoliImpugnature per utensili elettriciTubi & tubiCinghie di trasmissione |
| Copoliesteri termoplastici (TPE-E o COPE o TEEE) | Elastomeri termoplastici ad alte prestazioni | Condotti dell'aria del veicoloSacchetti di ventilazioneCuffie antipolvereNastri trasportatori |
| Sciogliere la gomma lavorabile (MPR) | Un'alternativa alla gomma vulcanizzata costituita da una poliolefina alogenata reticolata miscelata con plastificanti e stabilizzanti. | Strisce meteorologiche per autoveicoliGommoniGuarnizioniOcchiali |
| Ammidi di blocchi di polietere termoplastico (TPE-A) | È costituito da segmenti morbidi realizzati in polieteri o poliesteri e segmenti duri in poliammide. | Componenti aerospazialiRivestimento cavi |
Tavolo 1. Tipi di elastomeri termoplastici
9 Vantaggi dell'utilizzo di elastomeri termoplastici
Questo spiega i vantaggi derivanti dall’utilizzo degli elastomeri termoplastici.
1.Gli elastomeri termoplastici forniscono un'ampia gamma di applicazioni
Gli elastomeri termoplastici sono estremamente adattabili. Ciò implica che il TPE può essere facilmente personalizzato durante il processo di produzione per adattarsi meglio all’utilizzo e all’ambiente finale del prodotto. Tubo in TPE, Per esempio, può variare da morbido e gelatinoso a rigido e inflessibile. I prodotti in TPE possono anche essere prodotti in una varietà di dimensioni su misura.
2.TPE (elastomero termoplastico) è naturalmente resistente agli agenti chimici e può essere ignifugo.
L'elastomero termoplastico è chimicamente resistente per natura. È anche possibile che sia ignifugo. Di conseguenza, i prodotti in TPE offrono caratteristiche chimiche e stabilità eccezionali, anche se sottoposti ad un’ampia varietà di temperature e variabili ambientali. Perché il TPE è chimicamente resistente, migliora la qualità e la durata del prodotto finale in TPE.
3. I materiali elastomerici termoplastici richiedono una mescola minima o nulla e non richiedono agenti rinforzanti, stabilizzatori, o sistemi di polimerizzazione.
Gli elastomeri termoplastici non richiedono molta mescolatura e non richiedono prodotti chimici rinforzanti, stabilizzatori, o sistemi di cura. C'è essenzialmente una piccola differenza tra i lotti con componenti di pesatura e dosaggio a causa della mancanza di compounding. L'assenza di varianze migliora l'uniformità delle materie prime e dei prodotti finiti. La consistenza del TPE lo rende un'alternativa desiderabile alla gomma o alla plastica in alcune applicazioni.
4. Gli elastomeri termoplastici sono un'ottima scelta rispettosa dell'ambiente.
Poiché sono riciclabili, gli elastomeri termoplastici sono considerati ecologicamente compatibili. Non tossico, i polimeri riciclabili possono essere utilizzati per creare materiali TPE. La produzione del TPE utilizza meno energia rispetto ad altri materiali ed è spesso riciclabile tramite stampaggio o estrusione. Il TPE può essere riciclato in vari modi. Un'alternativa è triturarlo e utilizzarlo come riempitivo in altri prodotti. Un'altra opzione è fonderlo e ricavarne nuovi oggetti.
5. Gli elastomeri termoplastici sono naturalmente privi di lattice e quindi sicuri per coloro che sono sensibili al lattice o allergici.
Gli elastomeri termoplastici sono per natura privi di lattice. Molti articoli in gomma includono lattice, che provoca reazioni allergiche in alcune persone. TPE, a seconda di come viene prodotto, potrebbe risultare morbido al tatto, rendendolo una scelta adatta per i dispositivi sanitari che entrano in contatto diretto con i pazienti poiché quella sensazione piacevole può fare la differenza nel comfort del paziente. Il TPE è anche semplice da igienizzare, rendendolo utile nel settore sanitario e nell'industria alimentare e delle bevande.
6. Gli elastomeri termoplastici possono rappresentare un’alternativa economica ed efficiente ad altri materiali.
Gli elastomeri termoplastici sono considerati convenienti poiché necessitano di meno energia per la produzione. Il TPE richiede meno lavorazioni e ha tempi di produzione più rapidi rispetto ad altri materiali, che può comportare un notevole risparmio di costi. Di conseguenza, Il TPE può essere un materiale più efficiente ed economico rispetto al lattice di gomma naturale, silicone, e composti di cloruro di polivinile.
7. Gli elastomeri termoplastici sono un materiale eccellente per lo stampaggio a iniezione e l'estrusione su larga scala.
Gli elastomeri termoplastici sono utili per lo stampaggio a iniezione perché una delle loro caratteristiche distintive è la capacità di essere lavorati come materiale fuso a temperature estreme. Poiché lo stampaggio a iniezione richiede queste proprietà, Il TPE funziona bene sia con lo stampaggio a iniezione di volumi elevati che con l'estrusione.
8. Gli elastomeri termoplastici sono resistenti al colore e alla tintura.
Il colore e la tintura degli elastomeri termoplastici sono semplici. Inoltre, Il TPE può essere personalizzato per adattarsi a un'ampia gamma di colori e finiture, compresi quelli fluorescenti. Ha un'elevata chiarezza, che lo rende adatto per tubi medici e altri usi.
9. Gli elastomeri termoplastici sono utili in una varietà di situazioni
Gli elastomeri termoplastici sono impiegati in un'ampia gamma di applicazioni. Il TPE è diventato sempre più popolare da diversi decenni. Diversi settori esplorano continuamente modi nuovi e innovativi di utilizzare il TPE a causa dei suoi numerosi vantaggi in termini di materiale e caratteristiche prestazionali.
Quali sono gli svantaggi degli elastomeri termoplastici (TPE)?
Nonostante le loro grandi qualità di elastomero termoplastico, I TPE presentano alcuni inconvenienti significativi, che sono indicati di seguito:
- I TPE sono igroscopici, ciò significa che raccolgono l'umidità e devono essere ben asciugati prima dell'uso.
- Fusione: Poiché i TPE hanno un basso punto di fusione, possono essere lavorati per fusione utilizzando i normali processi termoplastici. TPE, d'altra parte, possono essere distrutti in modo irreversibile se riscaldati oltre la temperatura di rottura dei segmenti molli del polimero. Di conseguenza, i loro usi ad alta temperatura sono limitati.
- I TPE sono spesso più resistenti di altri elastomeri come gomma o poliuretano. Ciò è dovuto in parte all’incorporazione nel polimero di segmenti duri termoplastici. Durezza di 80 Shore A e superiori sono normali.
Elastomero termoplastico (TPE) in lavorazione
Stampaggio a iniezione
La tecnica di gran lunga più essenziale per la lavorazione del materiale TPE è lo stampaggio a iniezione. La ragione fondamentale di ciò è l’elevata produttività e la pulizia dello stampaggio a iniezione, processi senza residui.
In stampaggio a iniezione, la plastica fusa viene iniettata in uno stampo, creando una replica identica dello stampo. In questa procedura i TPE si comportano in modo simile ad altri materiali termoplastici nel canale caldo. Le tecniche di co-iniezione e di iniezione dell'inserto sono entrambe appropriate per questa applicazione. Lo stampaggio a iniezione viene utilizzato principalmente per realizzare oggetti solidi, come strumenti o componenti, in grandi quantità e con elevata precisione.
Estrusione
L'estrusione è un metodo popolare per la produzione di tubi, profili, e altri prodotti in elastomero termoplastico. Il materiale viene modellato in questo processo continuo facendolo passare attraverso uno stampo con un profilo in sezione trasversale che la sostanza adotta.
I pellet di TPE vengono immessi nella tramoggia dell'estrusore e quindi riscaldati e fusi da una coclea a spirale che ruota in un barile riscaldato. La vite spinge la plastica fusa attraverso uno stampo per formare lunghezze continue di stampi con lo stesso profilo, che vengono successivamente raffreddati. A differenza dello stampaggio ad iniezione, estrusione tipicamente produce un semilavorato o un prodotto intermedio che deve essere ulteriormente trattato. Questa tecnologia può essere utilizzata per creare sezioni trasversali estremamente complicate con un'ottima lucidatura superficiale e un grande grado di libertà di progettazione.
Stampaggio per estrusione e soffiaggio
L'estrusione di TPE è un'altra procedura significativa per la sagomatura dei profili. La plastica fusa viene estrusa in uno stampo o muore in estrusione. La forma richiesta viene successivamente creata soffiando aria nello stampo o nell'utensile.
L'estrusore monovite è la tecnologia leader in questo campo. Altri estrusori, come gli estrusori a tripla vite, vengono utilizzati anch'essi. L'estrusione viene utilizzata per realizzare oggetti cavi complessi come bottiglie e contenitori. L'estrusione viene utilizzata per realizzare fogli, condutture, e altri moduli oltre ai profili.
Domande frequenti sugli elastomeri termoplastici
È sicuro per gli elastomeri termoplastici?
Le persone si chiedono anche se i TPE siano sicuri. Assolutamente, sono sufficientemente sicuri da poter essere utilizzati nella produzione di bicchieri con beccuccio e articoli sanitari come tubi medici. I TPE possono anche essere progettati per prestazioni ignifughe, se richiesto dall'applicazione. Il materiale è anallergico e non provoca irritazioni alla pelle.
I TPE sono impermeabili?
I TPE possono essere combinati in modo tale che il materiale diventi completamente impermeabile. I TPE vengono spesso utilizzati come guarnizione che protegge gli altoparlanti portatili e altri dispositivi elettronici dai danni causati dall'acqua. TPE, d'altra parte, può essere personalizzato per assorbire l'acqua se questa è una caratteristica desiderabile per la tua applicazione.
L'elastomero termoplastico è una gomma?
I TPE sono una classe di materiali simili alla gomma che combinano le proprietà della gomma con la riciclabilità e i vantaggi di lavorazione della plastica.
È un elastomero termoplastico come il silicone?
TPE, o elastomero termoplastico, e il silicone sono due mescole di gomma paragonabili sotto molti aspetti. Entrambi sono spesso utilizzati nel processo di stampaggio a iniezione. Il silicone ha un comportamento distinto alle alte temperature e non ha un punto di fusione, rimanendo solido fino alla combustione. Ad alte temperature (200-450°C), la gomma siliconica perde progressivamente caratteristiche meccaniche e diventa fragile. Il TPE ha un punto di fusione di 260-320 gradi Celsius.
Per ulteriori informazioni consultare la nostra guida su Elastomero termoplastico vs gomma siliconica liquida
Riepilogo
Questo articolo ha trattato i materiali in elastomero termoplastico, compresi i loro tipi, utilizza, applicazioni, tecniche di produzione, e tossicità. Contatta uno dei nostri ingegneri applicativi o specialisti dei materiali per ulteriori informazioni sulle numerose applicazioni degli elastomeri termoplastici e su come utilizzare in modo efficace il materiale TPE per soddisfare le vostre esigenze specifiche.