Термопластичные эластомеры

Термопластичные эластомеры

 Сокращенные названия

1. Физическое строение

2. Химическое строение, свойства и применение:

 

 

Термопластичные эластомеры ТПЭ (ТРЕ)

 

Сокращенные названия и их расшифровка приведены в таблице 1.

Табл. 1

Сокращение

Материал

Некоторые

торговые марки

TPE

Термопластичный эластомер ТПЭ

 

TPA

Полиамидный ТПЭ

Bebax

TPA-EE

ТПЭ с жесткими полиамидными блоками и гибкими полиэфирными блоками (сегментами)

Grilamid

TPA-ES

ТПЭ с жесткими полиамидными блоками и гибкими сложноэфирными блоками (сегментами)

 

TPA-ET

ТПЭ с жесткими полиамидными блоками и гибкими простыми эфирными блоками (сегментами)

 

TPC

Сополиэфирный ТПЭ

Arnite, Bexloy, Ecdel,

Hytrel, Lomod, Pibiflex,

Riteflex

TPC-EE

Сополиэфирный ТПЭ с гибкими сегментами, имеющими простые и сложные эфирные связи

 

TPC-ES

Сополиэфирный ТПЭ с гибкими сложноэфирными сегментами

 

TPC-ET

Сополиэфирный ТПЭ с простыми эфирными сегментами

 

TPO

Олефиновый ТПЭ

Deflex, Engage

TPO-(EPDM+PP)

Полиолефиновый ТПЭ на основе этиленпропилендиенового каучука и изотактического полипропилена

Exact, Forflex, Hifax

TPO-(EVAC+PVDC)

Полиолефиновый ТПЭ на основе смеси поливинилиденхлорида и частично сшитого сополимера этилена и винилацетата

Hybrar, Kelbuton,

Keltan, Milastome

TPS

Полистирольный ТПЭ

Hybrar, Multiflex

TPS-SBS

Полистирольный ТПЭ из стиролбутадиенстирольного блок-сополимера

Kraton D, Sopfrene,

Stereon, Styrof

TPS-SIS

Полистирольный ТПЭ из стиролизопренстирольного блок-сополимера

 

TPS-SEBS

Полистирольный ТПЭ из стиролэтиленбутенстирольного блок-сополимера

Bergaflex, Europrene,

Kraton G

TPS-SEPS

Полистирольный ТПЭ из стиролэтиленпропиленстирольного блок-сополимера

Septon

TPU

Уретановый ТПЭ

Desmopan, Esthane,

Elastollan, Pell

TPU-ARES

Полиуретановый ТПЭ с ароматическими жесткими сегментами и сложноэфирными гибкими сегментами

 

TPU-ARET

Полиуретановый ТПЭ с ароматическими жесткими сегментами и простыми эфирными гибкими сегментами

 

TPU-AREE

Полиуретановый ТПЭ с ароматическими жесткими сегментами и сложноэфирными и простыми эфирными гибкими сегментами

 

TPU-ARCE

Полиуретановый ТПЭ с ароматическими жесткими сегментами и поликарбонатными гибкими сегментами

 

TPU-ARCL

Полиуретановый ТПЭ с ароматическими жесткими сегментами и поликапролактоновыми гибкими сегментами

 

TPU-ALES

Полиуретановый ТПЭ с алифатическими жесткими сегментами и сложноэфирными гибкими сегментами

 

TPU-ALET

Полиуретановый ТПЭ с алифатическими жесткими сегментами и простыми эфирными гибкими сегментами

 

TPV

ТПЭ со сшитым каучуком

Forprene, Santoprene,

Sarlink

TPV-(EPDM-X+PP)

ТПЭ на основе густосетчатого этиленпропилендиенового каучука и полипропилена

 

TPV-(NBR-X+PP)

ТПЭ на основе густосетчатого бутадиенакрилонитрильного каучука и полипропилена

 

TPV-(NR-X+PP)

ТПЭ на основе густосетчатого натурального каучука и полипропилена

 

TPV-(ENR-X+PP)

ТРЕ на основе густосетчатого эпоксидированного натурального каучука и полипропилена

 

TPV-(PBA-X+PP)

ТПЭ на основе сетчатого полибутилакрилата и полипропилена

 

TPZ

Неклассифицированный ТПЭ

 

TPZ-(NBR+PVC)

ТПЭ на основе смеси поливинилхлорида с бутадиенакрилонитрильным каучуком

 

 

1. Физическое строение

Термопластичные эластомеры сочетают в себе высокоэластические свойства сшитых эластомеров с таковыми у резин с преимуществом термопластичной переработки. Их состав можно классифицировать на 2 группы:

1. Полимерные смеси, которые состоят из «жесткой» термопластичной матрицы с включениями сшитых либо несшитых частиц эластомера в качестве «гибкой» фазы. Примерами могут быть термопластичные полиолефиновые эластомеры (ТРО или TPV), которые состоят их ПП с включениями до 65% этиленпропилен диенового каучука.

2. Привитые или сополимеры, которые содержат в макромолекулах термопластичные участки А и эластичные В. Оба компонента А и В несовместимы и локально разрушают эмульсию, так что жесткие участки А образуют узлы в непрерывной гибкой матрице В. Примером служит стирольный блок-сополимер TRS, в котором блоки полистирола S и бутадиена В чередуются: SSSSSSSS-BBBBBBBB-SSSSSSSS.

При рабочих температурах гибкие звенья В находятся выше температуры стеклования, а жесткие участки ниже температуры стеклования (для аморфных) или плавления (для кристаллических). При нагревании выше температуры перехода жесткие участки А размягчаются и материал легко перерабатывается обычными для термопластов методами.

 

2. Химическое строение, свойства и применение

Преимущества ТПЭ перед резинами: возможность переработки методами для термопластичных материалов, возможность вторичной переработки, свариваемость, прозрачность (отдельных марок), окрашиваемость. Поэтому часто ТПЭ применяют в случае комбинаций жесткого и гибкого материалов в двухкомпонентном литье под давлением и в соэкструзии. На рис.1 приведено сравнение свойств ТПЭ, эластомеров и термопластов. А в таблице 2 приведены варианты замещения различных материалов термопластичными эластомерами.

 

 

Рис. 1. Классификация ТПЭ по отношению к эластомерам и термопластам по твердости

Табл. 2. Примеры замещения пластмасс и резин термопластичными эластомерами.

Пластик

Резина

ТПЭ

ПЭ, ПТФЭ

CR

ТРА

ПЭ, ПТФЭ

CR, NRB, EPDM, ECO

ТРС

ПВХ-П, ПК+ПБТ

NR, SBR

ТРО

ПВХ-П, ПУ, ПК-смеси, ПА+полифениленовый эфир

NR, SBR, EPDM, CR, NBR, ECO

TPV

ПЭ, ПП, ПВХ-П, ПУ, АБС, ПТФЭ

NR, SBR, EPDM, CR, NBR

TPU

ПВХ-П, ПУ

NR, SBR, EPDM, CR

TPS

CR - хлоропреновый каучук

NRB - акрилонитрил бутадиеновый каучук

EPDM - этиленпропилен диеновый каучук

ECO - эпихлоргидриновый каучук

SBR - бутадиен стирольный каучук

NR - натуральный каучук

 

Сополиамиды (ТРА)

Полиамидные эластомеры - это блок сополимеры с жесткими полиамидными блоками и гибкими блоками из полиэфиров (ТРА-ЕТ), сложных полиэфиров (TPA-ES) или из тех и других (ТРА-ЕЕ). Сырьем для получения ТРА-ЕТ служат лактамы, дигидроксиполитетра-гидрофуран и карбоновые кислоты; для получения ТРА-ЕЕ используют лаурилактам, адипиновую кислоту и бисгидрометилциклогексан. ТРА устойчивы к маслам и топливу, чувствительны к органическим растворителям и термоокислительным реакциям.

Применение: затворы и уплотнения, тубы, спортивные товары, антистатик для термопластов и средство для улучшения технологичности полиуретановых термоэластопластов.

 

Сополиэфиры (ТРС)

ТРС это блок-сополимеры, состоящие из гибких сегментов алкиленэфирдиолов и/или сложных эфиров длинноцепных алифатических дикарбоновых кислот и полукристаллических сегментов полибутилентерефталата. Свойства варьируются от аналогичных резинам до аналогичных высокоэластичным инженерным пластикам. Область рабочих температур от -4 до +100оС, при более высоких температурах требуется дополнительная стабилизация. ТРС устойчивы с топливам, смазкам и гидролизу, также может быть стабилизирован от влияния УФ и атмосферных воздействий. Перед переработкой гранулы высушивают, материал экструдируют или льют под давлением при температуре 220оС при минимальном времени пребывания, для предотвращения деструкции.

Применение: мембраны, шланги для сжатого воздуха и гидравлики, оболочки кабеля, колпаки, приводящие и запирающие механизмы, основания лыжных ботинок, подшипники.

Полиолефиновые эластомеры (ТРО)

ТРО это смеси на основе изотактического ПП и этиленпропилендиенового каучука.

Применение: кордовая нить, обувь, подошва, трубы и шланги, затворы и уплотнители, ленты конвейера, оболочки кабелей и проводов, автомобильные части: бамперы, брызговики. TPO-(EVAC+PVDC) это хлоросодержащий термопластичный олефин-эластомер, основанный на сплаве жесткого поливинилиденхлорида с частично сшитым сополимером этилена и винилацетата.

Полистирольный термопластичный эластомер (TPS)

Анионная полимеризация с, например, бутилом лития позволяет создавать последовательные блоки стирола, бутадиена и снова стирола. В итоге получается тройной блок-сополимер TPS-SBS. Полимеры типа SIS (I - изопрен) получают аналогичным образом, TPS-SIS. TPS представляют собой двухфазную структуру с твердыми участками из полистирола и гибкими из полибутадиена. Такая структура обеспечивает общую гибкость. Твердые участки образуют физическую сшивку, которая разрушается при температуре плавления полистирола и материал перерабатывается как обычный термопласт. Из-за восприимчивости к окислению эти полимеры обычно гидрированы. Это преобразует SBS-трехблочный сополимер в стирол-этенбутен-стирольный трехблочный сополимер (TPS-SEBS) и SIS-трехблочный сополимер в стирол-этенпропен-стирольный трехблочный сополимер (TPS-SEPS). Однако эти полимеры не проявляют такой эластичности как у SBS и SIS, соответственно, зато они намного жестче. TPS это заместители для вулканизированных резин с преимуществом легкой термопластичной переработки: трубы и профили, медицинские инструменты, литые подошвы для обуви, кабельная изоляция и покрытия, звукопоглотители. TPS также используют в качестве гибкого компонента в многокомпонентном литье подд давлением. Хорошее соединение достигается со следующими полимерами: ПЭ, ПП, ПС, АБС, ПА, ПБТ. Возможно получение вспененного TPS-SEBS, с плотностью 0,5 г/см3, которую можно экструдировать или лить под давлением (производство ручек, колес, профилей).

Полиуретановый эластомер (TPU)

Полиуретановые эластомеры это блок-сополимеры, полученные полиприсоединением диолов с длинными цепями (удлинители цепи: 1,4-бутандиол или 1,6-гександиол; длинноцепные диолы: полиэфирдиолы, диолы сложных полиэфиров, диолы поликарбонатов) с алифатическими диизоционатами. Их считают «био-стойкими». На рис.2 показано влияние состава композиции на модуль сдвига. TPU проявляют высокую износостойкость и гибкость, даже при низких температурах, прозрачность, стойкость с жирам маслам и растворителям при длительном нагревании.

Применение: трубы, глушители, в обувной промышленности, пластификатор для ПВХ, модификатор ударопрочности полярных термопластов.

 

 

Состав

а

b

c

d

e

Абипат полиэтилена

1

1

1

1

1

NDI

4

2

 

 

 

TDI

 

 

2

 

 

MDI

 

 

 

4

2

Бутандиол-1,4

2.6

0.85

 

2.6

 

Сложный изобутиловый эфир

 

 

0.85

 

 

1,4-бис(гидрокси-эпокси)-бензол

 

 

 

 

0.85

 

Рис. 2.Влияние композиции на модуль сдвига ТРU

Полиолефиновые смеси со сшитым каучуком (TPV)

TPV - это сшитые термопластичные эластомеры с гибкими резиновыми участками. Они проявляют повышенную стойкость и эластичность. Существуют маслостойкие и вспененные марки.

Применение: дверной и оконный уплотнитель, трубопроводы воздухозаборников.

Другие ТПЭ

Эта группа включает термопластичные эластомеры на основе ПВХ с бутадиенакрилонитрильным каучуком (TPZ-(NBR-PVC)) или полибутадиенакрилатом (TPZ-(PBA+PVC)). Они используются для экструзионной изоляции.

Поиск

Поиск

хостинг:      Профессиональный хостинг - Active Technologies