Термопластичная резина (TPR): её химические и физические свойства

Термопластичная резина (TPR): химические и физические свойствах этого материала

Термопластичный каучук представляет собой материал, который обладает эластомерными свойствами каучука, но при этом его легко обрабатывать с использованием существующего оборудования для обработки термопластов, такого как литье под давлением.

Следует отметить, что TPR имеет другой химический состав по сравнению с каучуком и не содержит латекса. TPR был создан для замены типичных изделий из вулканизированной резины, которые требуют больше времени, затрат и трудностей в обработке.

Ключевые свойства термопластичной резины включают превосходную усталостную прочность, химическую стойкость, ударопрочность и возможность повторного использования.

В этой статье будут описаны типичные свойства термопластичных каучуков, способы их производства, их химическая стойкость и происхождение.

Что такое термопластичная резина (TPR)?

Термопластичный каучук (TPR) представляет собой полукристаллический материал, обладающий как резиноподобными, так и термопластическими свойствами. Это означает, что он является гибким и может быть изготовлен с использованием таких методов обработки расплава, как литье под давлением.

Материал TPR синтезируется с использованием блок-сополимеров, таких как SBS (стирол-бутадиен-стирол). Термопластичный каучук также может быть описан как термопластичный эластомер.

Однако при сравнении TPR с типичным TPE, TPE в основном изготавливаются из полимеров на основе SEBS (стирол-этилен-бутадиен-стирол), тогда как TPR изготавливаются из полимеров SBS.

Каково происхождение термопластичной резины?

Термопластичная резина стала коммерчески доступной в 1950-х годах и использовалась в 1960-х годах для производства резиновых подошв для обуви, которые имели свойства резины, но легкость обработки термопластов. Происхождение TPE можно проследить до новаторской работы, проделанной ученым из компании BF Goodrich в 1920-х годах с изобретением пластифицированного поливинилхлорида.

Какова цель разработки материала TPR?

Материал TPR был разработан как более легкая в обработке альтернатива обычной вулканизированной резине. Производство вулканизированной резины требует много времени, дорого и трудоемко.

термопластичная резина (TPR)

Однако каучук TPR может быть изготовлен так же легко и недорого, как и другие распространенные термопластические материалы, с использованием таких процессов, как литье под давлением.

Каковы свойства термопластичной резины?

Свойства термопластичной резины сопоставимы со свойствами вулканизированной резины, а также термопластов. В следующих таблицах приведены химические и физические свойства TPR:

Химические свойстваОпределение

Химическая устойчивость

TPR демонстрируют превосходную стойкость к широкому спектру химических веществ, включая разбавленные кислоты, разбавленные щелочи, масла, смазки и углеводороды.

Легко окрашивается

TPR может быть изготовлен в широком спектре цветов, а также может быть окрашен.

Перерабатываемый

Благодаря своей термопластичной природе TPR можно перерабатывать так же легко, как и другие термопласты.

Таблица 1. Химические свойства ТПВ

Физические свойстваОпределение

Ударопрочный

Большинство эластомерных материалов, включая TPR, обладают отличной прочностью на сжатие и поэтому могут выдерживать ударные нагрузки.

Диапазон температур

TPR может сохранять свои свойства в широком диапазоне температур от -40 °C до 120 °C.

Высокоэластичный

TPR обладает превосходной эластичностью, которую можно сравнить с вулканизированной резиной и термореактивными эластомерами, такими как полиуретан.

Широкий диапазон твердости

TPR можно сделать очень твердым с диапазоном твердости от 20 по Шору 00 до очень высокого значения твердости 85 по шкале Шора D.

Сопротивление усталости при изгибе

TPR могут подвергаться нескольким циклам нагрузки/разгрузки без выхода из строя из-за усталости. Вот почему их часто используют для изготовления подошв обуви.

Сопротивление разрыву и истиранию

TPR устойчив к разрывам при надрезах, а также демонстрирует отличную стойкость к истиранию.

Электрический изолятор

TPR может вести себя как электрический изолятор.

Таблица 2. Физические свойства ТПВ

Как производится термопластичная резина?

TPR представляет собой блок-сополимер, состоящий из SBS (стирол-бутадиен-стирол), который по сути является синтетическим каучуком. SBS и, в более широком смысле, TPR производятся с использованием живой анионной полимеризации.

Это процесс цепной полимеризации, в котором участвуют два мономера, а именно: бутадиен и стирол; и полимеризует их в SBS. Это создает полимерную структуру, которая содержит твердые кристаллические области, состоящие из стирола, и мягкие аморфные области, содержащие бутадиен.

Стирол обеспечивает термопластические свойства, тогда как бутадиен обеспечивает эластомерные свойства.

TPR обычно производится в виде пластиковых гранул, которые затем используются для производственных технологий плавления, таких как следующие:

  • Литье резины под давлением: расплавленный пластик впрыскивается в форму для создания деталей сложной формы. В качестве альтернативы, TPR формован поверх более жесткой конструкции для создания мягких захватов; этот процесс называется многослойным формованием.
  • Выдувное формование: воздух нагнетает расплавленный пластик на внутреннюю поверхность формы для создания тонкостенных компонентов.
  • Экструзия: расплавленный пластик продавливается через головку, что позволяет изготавливать компоненты с непрерывным поперечным сечением.
  • Каландрирование: этот процесс используется для создания плоских гибких листов, иногда с тканевой сердцевиной. Типичным применением являются конвейерные ленты.

Когда термопластичная резина впервые появилась на рынке?

Фактическое происхождение TPR неясно, но новаторская работа в 1920-х и 1930-х годах в DuPont и BF Goodrich помогла разработать эти материалы.

Однако впервые они появились как коммерчески жизнеспособный продукт в конце 1950-х годов для производства резиновых подошв для обуви. С тех пор TPR расширился до широкого спектра различных составов для поддержки целого ряда приложений.

Содержит ли термопластичная резина латекс?

Нет. Термопластичный каучук является синтетическим каучуком и не содержит соединений, родственных каучуку, таких как латекс. TPR производится из молекул стирола и бутадиена.

Таким образом, термопластичная резина идеальна для тех областей применения, где требуются характеристики и свойства резины, а также отсутствие латекса. Латекс является аллергеном, который может воздействовать на некоторых людей.

Является ли термопластичная резина химической стойкостью?

Да, термопластичный каучук химически устойчив к широкому спектру химических веществ. В таблице ниже приведены характеристики химической стойкости термопластичной резины к различным агрессивным химическим веществам:

Коррозионно-химическийХимическая стойкость материала TPR

Алифатические углеводороды

Превосходно

Ароматические углеводороды

Хороший

Галогенированные углеводороды

Умеренный

Разбавленные кислоты

Превосходно

Разбавленные щелочи

Превосходно

Спирты

Хороший

Масло и смазка

Превосходно

Таблица 3. Свойства химической стойкости TPR

Является ли термопластичная резина лучшим материалом для литья под давлением?

Да, термопластичный каучук является отличным выбором для литья под давлением благодаря свойствам термопластичной резины перерабатываться в расплаве. Это лучший выбор материала, если желательны резиноподобные свойства, а также хорошие механические свойства и химическая стойкость.

Является ли термопластичная резина водонепроницаемой?

Да, термопластичная резина, как и большинство термопластов, водонепроницаема. Пластик TPR часто используется для изготовления подошв для обуви, которые по понятным причинам должны быть водонепроницаемыми.

термопластичная резина

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

четырнадцать + 15 =

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: