TPR TPU

TPR nebo termoplastická guma je obvykle kopolymer, který sloučí vlastnosti polystyrenu (PS) a butadienu (syntetického) gumy. Tento materiál byl vyvinut tak, aby poskytoval většinu majetkového přínosu syntetického gumy a zároveň umožňoval zpracování (a přepracování) v přesnějším a kontrolovatelnějším procesu formování vstřikování. TPR poskytuje vynikající odolnost proti únavě, chemickou stabilitu, sílu nárazu a mírnou recyklovatelnost se správným zpracováním.

TPU nebo termoplastický polyuretan je široká klasifikace polyuretanových polymerů, které sdílejí vlastnosti, jako jsou: elasticita, transparentnost, odolnost opotřebení a velmi vysoká odolnost vůči oleji. Materiály jsou termoplastické, s řadou stupňů elastomerního chování. Jejich vysoká pevnost a odolnost jsou odvozeny z struktury polymerního řetězce sestávající ze střídavých tvrdých a měkkých segmentů.

Tento článek bude dále porovnat TPR vs. TPU, jejich aplikace, použití, fyzikální vlastnosti a alternativní materiály.

Co je TPR?
TPR (termoplastická guma) obvykle sestává z míchání 23% PS a 77% butadienu. Připravuje se emulzní polymerací polymerů složek. Tento proces vytváří neoddělitelný materiál, který obsahuje elastomerní, termosetovou fázi a distribuovanou tuhou matrici termoplastického materiálu. Výsledek odvozuje vlastnosti z obou komponent, ale může být zpracován s extrémní přesností v injekčním formovacím zařízení. Další informace naleznete v naší průvodci o tom, co je termoplastická guma.

Typické kaučuky jsou syntetizovány nebo zdokonaleny v částečně polymerované formě a poté se pro dokončení procesu zesíťování aplikuje teplo. V případě TPR se komponenta butadienu vyrábí plně zesíťována a vyráběna jako jemný prášek. Složka PS pak nahrazuje zesíťovací spojení spojováním gumy do silné polymerní matrice. Flexibilita je výsledkem pružnosti elasticity butadienské složky, kde je vazebná kaučuna uvnitř částice v podstatě nepružná.

TPR neodpovídá výkonu vulkanizovaných kaučuků, takže není vhodný pro výrobu pneumatik, který má příliš nízký slzný modul. Výrazně lepší vlastnosti TPR však odolné vůči ozonu, zvětrávání a UV však znamenají, že v mnoha odvětvích produktu nachází širokou aplikaci.

Co je TPU?
Polymery TPU jsou vyrobeny z blokových struktur s delšími, [měkkými "oblastmi nízké polarizace a krátkých [tvrdých" sekcí mnohem vyšší polarizace. Kovalentní vazby mezi dvěma typy segmentů vytvářejí dobře integrované řetězce, které odvozují vlastnosti z obou řetězových prvků. Změnou molekulových hmotností a poměrů složek lze v chemicky (téměř) identických materiálech odvodit širokou škálu vlastností. Teploty přechodu skleněného přechodu obou složek mohou být podobné nebo různorodé a mohou být chemicky změněny tak, aby byly vyšší nebo nižší. Tyto problémy se zpracováním umožňují produkci řady tepelných vlastností výsledné rodiny materiálů.

Vyšší polarizace tvrdších prvků indukuje silnou atrakci, která indukuje pseudokrystalické oblasti umístěné ve vysoce elastické matrici. Pseudokrystalické oblasti se chovají jako zesíťovací prvky, které odpovídají za vysoký elastický modul rodiny, zatímco delší, měkčí řetězce tento účinek mírnou, což umožňuje vyrobit řadu tvrdosti/elasticity.

Tento efekt zesítění se snižuje na nulu, protože je překročena teplota přechodu skleněného přechodu. Rodina se chová jako plně termoplastický materiál, která může být zpracována v běžném injekčním lisovacím zařízení. TPU lze recyklovat tání a reformací, ačkoli degradace délky/integrity řetězce je významná při přemístění.

TPR vs. TPU: Aplikace a použití
Níže jsou uvedeny typická průmyslová odvětví a běžné aplikace TPR:

Automatická výroba: Těsnění dveří a oken, díly přenosu/odpružení, vložky blatníku, vnější a vnitřní obložení, přístrojové panely, střídavé a motorové vzduchové kanály, průchodky, hnací pásy, tekuté potrubí, podlahové rohože, o-kroužky.
Konstrukce: Dvoji a těsnění, hydraulická těsnění, instalatérské těsnění.
Průmyslové: Vibrační tlumiče, potrubí, potrubí, těsnění, zavěšení keře, tlumiče nárazů, střešní membrány.
Spotřebitel: Ledniční těsnění, přemožená rukojeť, kryty mobilních telefonů, přepínací panely, vibrační tlumiče.
Lékařské: vzduchové zkumavky, těsnění stříkačky, dýchací masky a plenum, těsnění, ventily a katétry.
Elektronika: zapouzdření, energetické vodiče, vysoce kvalitní kabely, ochrana šoků mobilního telefonu a těsnění.
Obyvatelé a sportovní vybavení: Potápěčské ploutve, šnorchly, masky, lyžařské póly, komponenty lyžaře a podrážky bot.
Níže jsou uvedeny typická průmyslová odvětví a běžné aplikace TPU:

Automobilový průmysl: Interiérové ​​díly pro automobilový průmysl (dobrá povrchová úprava, odolnost, odolnost proti opotřebení; nízké náklady).
Zemědělství: ID značky pro zvířata (velká flexibilita, odolnost proti slzám a počasí a tolerance teploty. Skvělé pro zapouzdření RFID).
Potrubí a instalatérství: Profily těsnění a O-kroužky, zkumavky, pásy a hadice. Specializovaní polymery s optimálními vlastnostmi toku taveniny, vysokou odolností přizpůsobenou extrusionům na hydrolýzu hydraulickou a jinými oleji a organickými látkami, odolností vůči kompresi při vysokých teplotách, vysoká houževnatost, flexibilita a odolnost vůči roztržení.
Textilie: Používá se pro dopravní pásy, nafukovací předpisy a vojenské vybavení. Široká škála možností zpracování a dobré mechanické, chemické a tepelné vlastnosti.
Sportovní vybavení: Extrémní flexibilita, vysoký dopad a teplotní odolnost, transparentnost a tolerance životního prostředí.
Existují běžná tržní sektory a zdánlivě běžné oblasti produktů, které mohou používat buď materiály TPR nebo TPU. Obecně neznamenají zaměnitelnosti, protože každá aplikace má tendenci využívat úzkou vlastnost jednoho nebo druhého materiálu. Například automobilový sektor má tendenci používat TPRS pro extrémní flexibilitu a povětrnostní vlastnosti a TPU pro odolnost, odolnost proti opotřebení a ergonomické aplikace

TPR vs. TPU: Recyklovatelnost a udržitelnost
Oba materiály jsou odvozeny z petrochemických zdrojů a jejich přihlašovací údaje o udržitelnosti a recyklaci jsou docela podobné. TPU je vysoce recyklovatelný; Jeho odpad lze zpracovat zpět do vysoce kvalitní suroviny. I když to má tendenci být druhým stupněm kvůli tepelnému rozkladu. TPU je také biologicky rozložitelná a obecně se rozkládá v podmínkách skládky/kompostu po dobu 3–5 let. Když se rozpadne, nezanechává žádné toxické zbytky. TPU se také pomalu stávají k dispozici a lze je vyrábět z monomerů biologicky zdrojů.

TPR je také vysoce recyklovatelný, ale stejně jako většina polymerů je recyklovaný materiál druhým stupněm. Jsou to stabilní materiály, které se v přírodním prostředí velmi pomalu degradují. K dispozici jsou také zdrojové materiály monomerů odvozených od řas pro TPR.

TPR vs. TPU: Náklady
TPR jsou obecně velmi levné materiály v rozmezí 1,60 až 2,00 $ za kg. TPU jsou o něco dražší, za 2,00 až 4,00 $ za kg.

Alternativní materiály k TPR a TPU
Pro použití vstřikování je k dispozici široká škála termoplastických elastomerních materiálů se stejně širokým spektrem vlastností a nákladů. I když to není zaměnitelné v celém rozsahu, existuje mnoho společných vlastností, které vedou k možnostem ve fázi specifikace. Níže jsou uvedeny některé alternativní materiály:

Termoplastické vulkanizáty (TPE-V nebo TPV).
Termoplastické polyolefiny (TPE-O nebo TPO).
Termoplastické kopolyestery (TPE-E, Cope nebo TEEE).
Amidy termoplastického polyetheru (TPE-A).
Styrenické blokové kopolymery (TPE-S).
Rubmana se zaměřitelnou na taveninu (MPR).
Fluoropolymerní elastomery (FPE).
Pokud je možnost přepínače na termosetové polymery, existuje více možností materiálu, jak je uvedeno níže:

Vulkanizovaná přírodní guma (NR) (latex, vulkanizovaný za vytvoření gumy Buna).
Polyisopren (IR).
Polychloropren (CR).
Butadiene Rubber (BR).
Rubber nitrilu (butadiene) (NBR).
Termosetové kaučuky přinášejí do seznamu možností nové vlastnosti a nová omezení. Mohou však dosáhnout pozoruhodných výsledků, kdykoli jsou požadovány konkrétní vlastnosti a problémy se zpracováním nezabrání použití.