Сокращенные названия
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 высокоэластичные 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 +100
оС, 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 220
оС 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 хлорсодержащий 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 под давлением. Хорошее соединение достигается со следующими полимерами: ПЭ, ПП, ПС, АБС, ПА, ПБТ. Возможно получение вспененного TPS-SEBS, с плотностью 0,5 г/см
3, 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.