Avantages et inconvénients des TPE/TPR/TPV/TPU/TPEE

Recommandations de produits :Lignes de pelletisation d'élastomères thomoplastiques

Élastomère thermoplastique C'est un matériau composite respectueux de l'environnement et à faible teneur en carbone qui possède les propriétés du caoutchouc (haute élasticité, déformation permanente par compression, etc.) et les caractéristiques de transformation du plastique (procédé simple).

Le TPE est respectueux de l'environnement, non toxique et sûr, et présente une excellente colorabilité, un toucher doux, une résistance aux intempéries, une résistance à la fatigue et une résistance à la température. Il présente d'excellentes performances de traitement et peut être recyclé pour réduire les coûts. Il peut être moulé par injection secondaire, revêtu et lié avec des matériaux de base tels que PP, PE, PC, PS, ABS, etc., ou moulé seul.

Les TPE (élastomères thermoplastiques) produits industriellement dans le monde comprennent : les styrènes (SBS, SIS, SEBS, SEPS), les oléfines (TP0, TPV), les diènes (TPB, TPI), les chlorures de vinyle (TPVC , TCPE), uréthanes (TPU), esters (TPEE), amides (TPAE), fluors organiques (TPF), silicones et éthylènes, etc., couvrant presque tous les domaines de caoutchouc synthétique et de résines synthétiques.

Vulcanisation complète dynamique : fait référence au processus dans lequel la phase de caoutchouc subit une réticulation chimique sous l'action d'un agent de réticulation lorsque la résine thermoplastique et le caoutchouc sont mélangés à l'état fondu, et est cisaillée et brisée en un grand nombre de particules de caoutchouc réticulées de la taille du micron avec à l'aide d'un fort cisaillement mécanique, et dispersé dans la phase continue de la résine thermoplastique.

Lorsque le PP est utilisé comme segment dur et que l'EPDM est utilisé comme segment souple pour le mélange à l'état fondu, un agent de réticulation est ajouté pour le vulcaniser, et la force de cisaillement mécanique élevée des mélangeurs internes, des machines à vis, etc. est utilisée pour fabriquer le produit entièrement Particules de caoutchouc réticulé EPDM vulcanisé entièrement dispersées dans la matrice PP d'une taille micronique (inférieure à 1 micron).

★TPV a les propriétés de résistance à la chaleur et de faible déformation par compression du caoutchouc vulcanisé ;

★ Excellentes performances de traitement : il peut être traité par des méthodes de traitement thermoplastiques telles que l'injection et l'extrusion, qui sont efficaces, simples et faciles, sans ajout d'équipement, haute fluidité et faible retrait.

★TPV ne nécessite pas de vulcanisation et est facile à traiter, ce qui raccourcit d'un quart le processus de production de l'industrie du caoutchouc, permet d'économiser 25 à 40 % de la consommation d'énergie et améliore l'efficacité de 10 à 20 fois. Cela peut être considéré comme une autre révolution technologique en matière de matériaux et de processus dans l’industrie du caoutchouc.

★Gravité spécifique légère (0.90-0.97), qualité d'apparence uniforme, qualité de surface élevée et bonne sensation.

★TPV peut être utilisé normalement entre -60 degrés et +135 degrés ; lorsqu'elle n'est pas sous charge, la résistance à haute température peut atteindre +150 degrés.

★Large gamme d'applications logicielles et matérielles, 25A-70D ;

★ L'avantage d'une teinture facile augmente considérablement la liberté de conception du produit.

★ Vert et respectueux de l'environnement, recyclable et aucune dégradation significative des performances après six utilisations répétées.

★TPV a une excellente résistance à l'ozone et aux intempéries ;

★TPV a une résistance dynamique à la fatigue, une excellente résistance aux intempéries et une bonne résistance à l'usure ;

★Une bonne élasticité et une bonne résistance à la déformation par compression, une bonne résistance à l'environnement et une bonne résistance au vieillissement sont équivalentes au caoutchouc EPDM.

★TPV a une excellente résistance à la corrosion aux liquides acides et alcalins à base d'eau et aux huiles polaires

★La résistance à l'huile et aux solvants du TPV est comparable à celle du caoutchouc chloroprène à usage général.

★TPV a une excellente résistance aux acides et aux alcalis et est très résistant aux agents de nettoyage acides et alcalins. Il peut toujours conserver ses propriétés d'origine après une utilisation à long terme dans des environnements acides et alcalins.

Un simple mélange physique de PP et d'EPDM (partiellement vulcanisé), appelé TPO.

Au Japon, à l'exception du TPU, les autres matériaux élastomères thermoplastiques sont généralement appelés collectivement TPO, c'est-à-dire TPO=TPE=TPV=TPR comme disent les Japonais ; mais le TPO actuel est fondamentalement amélioré en caoutchouc hautement vulcanisé (similaire au TPV), mais certains SEBS sont ajoutés pour modification, vous devez donc demander plus lorsque vous rencontrez des clients japonais.

En 1984, Mitsubishi Chemical du Japon a fabriqué un mélange plus performant avec SEBS et SEPS comme matériau de base et a nommé ce TPS saturé « Rubberron » pour le marché. Par conséquent, SEBS et SEPS sont non seulement universels, mais également mélangés par fusion avec du plastique PP pour former un TPS de type IPN (le soi-disant IPN est en fait un polymère dans lequel deux réseaux se pénètrent, c'est pourquoi on l'appelle également un réseau interpénétré. composé ; la plupart d'entre eux appartiennent aux résines thermodurcissables, mais il existe également de nombreux élastomères thermoplastiques comme le TPE qui se présentent sous forme de phases continues croisées).

L'IPN-TPS formé en utilisant du SBS ou du SEBS comme matériau de base et d'autres plastiques techniques peuvent être directement revêtus sans prétraitement ; le revêtement n'est pas facile à rayer et présente une certaine résistance à l'huile. Le coefficient élastique ne change pas beaucoup dans une large plage de températures à basse température, ce qui améliore considérablement la résistance au froid et à la chaleur des plastiques techniques. Les composés de styrène et la copolymérisation par greffage de caoutchouc peuvent également devenir des TPE thermoplastiques. EPDM/styrène, BR/styrène, CI-IIR/styrène, NR/styrène, etc. ont été développés.

Résumé:

un. Le TPO et le TPV appartiennent tous deux à des élastomères thermoplastiques polyoléfiniques. Afin de les distinguer, les forums TPV les appellent généralement élastomères thermoplastiques polyoléfines (également appelés : caoutchouc partiellement vulcanisé d'élastomères thermoplastiques) ;

b. TPO (TPO est essentiellement un nom de marque d'entreprises japonaises, telles que Riken TPO) est similaire au système TPV national, avec un prix d'environ 45 $ et une capacité de production très limitée (consommée par l'industrie automobile japonaise).

Au niveau national, il est généralement appelé matériau « TPE », qui appartient essentiellement à l'élastomère thermoplastique styrène. Le styrène TPE (appelé TPS à l'étranger) est un copolymère de type bloc butadiène ou isoprène et styrène, et ses performances sont proches du caoutchouc SBR.

Avantages :Il présente la haute élasticité du caoutchouc et les caractéristiques du moulage par injection ; il est respectueux de l'environnement, non toxique et sûr, a une excellente colorabilité, un toucher doux, une résistance aux intempéries, une résistance à la fatigue et une résistance à la température, d'excellentes performances de traitement, pas besoin de vulcanisation, peut être recyclé pour réduire les coûts, peut être moulé par injection secondaire, enduit et collé avec des matériaux de base tels que PP, PE, PC, PS, ABS, etc., ou peut être moulé seul.

Inconvénients :Le plus gros problème du SBS et du SIS est une mauvaise résistance à la chaleur et la température d'utilisation ne peut généralement pas dépasser 80 degrés. Dans le même temps, sa résistance, son allongement, sa résistance aux intempéries, sa résistance à l'huile, sa résistance à l'usure, etc. ne peuvent être comparées au caoutchouc.

Ces dernières années, les États-Unis, l'Europe et d'autres pays ont apporté une série d'améliorations de performances, et SEBS et SEPS, qui sont des SBS et SIS hydrogénés saturés, sont apparus l'un après l'autre. SEBS (avec BR hydrogéné comme segment souple) et SEPS (avec IR hydrogéné comme segment souple) peuvent améliorer considérablement la résistance aux chocs, et ont également une bonne résistance aux intempéries et au vieillissement thermique.

Le TPE modifié peut résister à des températures allant jusqu'à 110 degrés. Les séries V0 ignifuges et ignifuges sans halogène de TPE modifiés SEBS/SEPS sont couramment utilisées dans les câbles de casque Apple et d'autres applications en raison de leurs bonnes propriétés de traction et de leur surface lisse. Les principaux fabricants viennent de Taiwan, mais le prix est cher.

Le TPR a été inventé pour la première fois par les Américains. À cette époque, il n’existait pas de nom unifié pour les élastomères thermoplastiques. Il était d'usage d'utiliser les abréviations anglaises TPR pour représenter le caoutchouc thermoplastique et TPE pour représenter l'élastomère thermoplastique (les deux sont utilisées dans les documents et livres pertinents) ; et il a été appliqué à de simples mélanges de PP et d'EPDM. Plus tard, le TPV de type PP/EPDM d'AES (initialement appelé TPR puis changé en TPV) a également utilisé ce nom. Plus tard, ce nom a peut-être été appelé par les Taïwanais et est devenu populaire sur le continent.

Quel que soit son nom à l'étranger, le TPR et le styrène TPE en Chine appartiennent actuellement au même concept, représentant des copolymères blocs thermoplastiques styrène-butadiène-styrène, habituellement appelés caoutchouc thermoplastique styrène-butadiène, c'est-à-dire TPE=styrène TPE en Chine.

Cependant, en raison de problèmes historiques et de traduction, l'abréviation chinoise de TPV (caoutchouc thermoplastique dynamique vulcanisé) est caoutchouc thermoplastique (anglais : caoutchouc thermoplastique), c'est-à-dire TPR. C'est pourquoi nous ne disons pas à nos clients que notre matériau TPV PP/EPDM est appelé TPR, car certains clients peuvent penser qu'il s'agit d'un élastomère de styrène. S’il est basé sur SBS, le prix est bien inférieur à celui du TPV.

L'élastomère polyester thermoplastique, appelé TPEE ou COPE, est un type de copolymère bloc linéaire contenant un segment dur de polyester PBT (polybutylène téréphtalate) (phase cristalline) et un segment mou de polyester aliphatique ou de polyéther (phase amorphe). Le TPEE est un élastomère de qualité technique haute performance présentant les avantages d'une résistance mécanique élevée, d'une bonne élasticité, d'une résistance aux chocs, d'une résistance au fluage, d'une résistance au froid, d'une résistance à la fatigue par flexion, d'une résistance à l'huile, d'une résistance à la corrosion chimique et aux solvants, etc. peut être rempli, renforcé et allié. Il a été largement utilisé dans les pièces automobiles, les tuyaux hydrauliques, les câbles et fils, les appareils électroniques, les produits industriels, la papeterie, les biomatériaux et d'autres domaines.

Propriétés physiques et chimiques du TPEE :

● Propriétés mécaniques

En ajustant le rapport entre les segments souples et durs, la dureté du TPEE peut être modifiée de Shore D32 à D80, et son élasticité et sa résistance se situent entre le caoutchouc et le plastique. Comparé à d'autres élastomères thermoplastiques (TPE), le TPEE a un module plus élevé que les autres TPE de même dureté dans des conditions de faible déformation. Lorsque le module est une condition de conception importante, le TPEE peut réduire la section transversale du produit et réduire la quantité de matériau utilisé.

● Résistance à la traction

Comparés à l'élastomère polyuréthane (TPU), le module de compression et le module de traction du TPEE sont beaucoup plus élevés. Lorsque du TPEE et du TPU de même dureté sont utilisés pour fabriquer la même pièce, le premier peut supporter une charge plus importante. Au-dessus de la température ambiante, le TPEE présente un module de flexion très élevé, ce qui convient à la fabrication de poutres en porte-à-faux ou de composants de type couple, en particulier pour la fabrication de composants à haute température. Le TPEE a une bonne conformité à basse température, et sa résistance aux chocs crantés à basse température est meilleure que les autres TPE, et sa résistance à l'usure est comparable à celle du TPU. Le TPEE présente une excellente résistance à la fatigue qui, combinée à sa haute élasticité, fait de ce matériau un matériau idéal pour de multiples conditions d'utilisation de charges cycliques, adapté à la fabrication d'engrenages, de rouleaux en caoutchouc, d'accouplements flexibles, de courroies, etc.

● Résistance à la chaleur

Le TPEE présente une excellente résistance à la chaleur. Plus la dureté est élevée, meilleure est la résistance à la chaleur. La température de fonctionnement du TPEE est très élevée et peut s'adapter à la température de cuisson (150-160 degré) sur la chaîne de production automobile, et il présente peu de perte de propriétés mécaniques à haute température. Lorsqu'il est utilisé à plus de 120 degrés, la résistance à la traction du TPEE est bien supérieure à celle du TPU. De plus, le TPEE présente également une excellente résistance aux basses températures. Le point fragile du TPEE est inférieur à -70 degré, et plus la dureté est faible, meilleure est la résistance au froid. La plupart des TPEE peuvent être utilisés pendant une longue période à -40 degrés. En raison de ses performances équilibrées à hautes et basses températures, le TPEE a une très large plage de températures de fonctionnement et peut être utilisé à -70-200 degrés.

● Résistance aux produits chimiques

Le TPEE a une excellente résistance à l'huile et peut résister à la plupart des milieux chimiques liquides polaires (tels que les acides, les alcalis, les amines et les composés diols) à température ambiante. Sa résistance chimique augmente avec l’augmentation de sa dureté. Le TPEE possède de bonnes propriétés anti-gonflement et anti-perméation pour la plupart des solvants organiques, des carburants et des gaz, et sa perméabilité aux carburants n'est que de 1/3-1/300 de celle des caoutchoucs résistants à l'huile tels que le caoutchouc chloroprène, le polyéthylène chlorosulfoné, et du caoutchouc nitrile.

● Résistance aux intempéries et résistance au vieillissement

Le TPEE présente une excellente stabilité chimique dans diverses conditions externes telles que le brouillard d'eau, l'ozone et l'atmosphère extérieure. Comme la plupart des élastomères thermoplastiques (TPE), il se dégradera sous l’action de la lumière ultraviolette (la lumière ultraviolette inférieure à 310 nm est un facteur majeur de dégradation). Par conséquent, pour les applications extérieures ou les produits exposés au soleil, des additifs de protection contre la lumière ultraviolette doivent être ajoutés à la formule, notamment du noir de carbone et divers pigments ou autres matériaux de protection. Des antioxydants phénoliques et des agents de protection contre la lumière ultraviolette de type benzotriazole peuvent être utilisés ensemble pour prévenir efficacement le vieillissement dû à la lumière ultraviolette.

● Haute résilience

L'application de matériaux TPEE sur les ressorts peut leur donner une longue durée de vie et aider les trains à démarrer, accélérer, décélérer et s'arrêter en douceur. Contrairement aux ressorts métalliques, ils ne rouilleront pas, ne se détérioreront pas dans des conditions environnementales naturelles et ne provoqueront pas de rupture ou de perte d'élasticité. Comparé aux matériaux en caoutchouc, il est plus réutilisable et peut conserver une bonne élasticité.

●Traitement et moulage

Le TPEE a une excellente stabilité à l'état fondu et une thermoplasticité suffisante, il a donc une bonne aptitude au traitement et peut être traité par diverses techniques de traitement thermoplastique, telles que l'extrusion, l'injection, le moulage par soufflage, le moulage par rotation et le moulage par fusion. À de faibles taux de cisaillement, la viscosité à l'état fondu du TPEE est insensible au taux de cisaillement, tandis qu'à des taux de cisaillement élevés, la viscosité à l'état fondu diminue à mesure que la vitesse de cisaillement augmente. Étant donné que le TPEE fondu est très sensible à la température, sa viscosité à l'état fondu change plusieurs à des dizaines de fois dans une plage de 10 degrés, la température doit donc être strictement contrôlée pendant le moulage.

Conclusion

À l’heure actuelle, il n’existe pas de nom unifié pour les élastomères thermoplastiques. Il est d'usage d'utiliser des abréviations anglaises. Par souci d’homogénéité, ils sont tous appelés TPE ou élastomère thermoplastique.

(1) TPE=TPR, qui est le terme général désignant tous les élastomères thermoplastiques et caoutchoucs thermoplastiques. En Chine, il représente les élastomères styréniques ;

(2) Aux États-Unis, à Taiwan et dans d'autres régions, les élastomères styréniques TPE (SBS, SEBS, matrice SIS) et le caoutchouc vulcanisé dynamiquement TPV (EPDM + PP-X) ne sont pas classés et sont collectivement appelés TPR.

(3) Les élastomères EPDM + PP appartiennent aux élastomères polyoléfiniques, c'est-à-dire que TPV et TPO sont le même concept ;

(4) Différences entre les élastomères polyoléfiniques TPV/TPO : a. Points communs : TPO et TPV sont tous deux composés d'EPDM (élastomère polyoléfine) + PP. b. Différences : élastomère thermoplastique TPO-polyoléfine ; Caoutchouc élastomère thermoplastique vulcanisé dynamiquement TPV ; Le TPO est un simple mélange physique (partiellement vulcanisé, faible degré de réticulation) et le TPV est entièrement vulcanisé (segmenté dynamique au niveau du micron entièrement vulcanisé, avec un très haut degré de réticulation).

(5) TPU : résistant à l’usure, grande élasticité ; mauvaise élasticité, non résistant aux acides, aux alcalis et à l'huile. TPV : résistant aux acides, aux alcalis, à l’huile, aux intempéries et aux températures élevées, résistance aux UV, meilleure élasticité ; mauvais étirement. TPE/TPR : performances médiocres à tous égards, prix unitaire le moins cher.