TPE-Materialdekodierung: Enthüllung der vier am häufigsten verwendeten thermoplastischen Elastomermaterialien

Thermoplastisches Elastomer, auch TPE genannt, ist ein Polymermaterial, das Gummi- und Kunststoffeigenschaften vereint.Es weist bei Raumtemperatur eine Gummielastizität auf und kann bei hohen Temperaturen plastifiziert werden.

Das grundlegende Strukturmerkmal thermoplastischer Elastomer-Polymerketten besteht darin, dass sie gleichzeitig mit bestimmten Kunststoffsegmenten (Hartsegmenten) und Gummisegmenten (Weichsegmenten) mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung verbunden oder gepfropft sind.

Die Kraft zwischen harten Segmenten reicht aus, um zu Mikroregionen (z. B. Glasübergangs-Mikroregionen oder kristallinen Mikroregionen) zu kondensieren und eine physikalische „Vernetzung“ zwischen Molekülen zu bilden.Das Soft-Segment ist ein High-End-Kettensegment mit hoher Eigenrotationsfähigkeit.

Thermoplastische Elastomere sind ein wichtiger Bestandteil von Elastomeren.Zu den gängigen Arten thermoplastischer Elastomere gehören thermoplastische Elastomere auf Styrolbasis, thermoplastische Elastomere auf Polyurethanbasis, thermoplastische Elastomere auf Polyolefinbasis und thermoplastische Elastomere auf Polyamidbasis.

1. Thermoplastisches Styrol-Elastomer

Thermoplastische Elastomere auf der Basis von Styrolblockcopolymeren sind die am frühesten untersuchten thermoplastischen Elastomere und derzeit der weltweit größte und am schnellsten wachsende Typ thermoplastischer Elastomere.Hauptsächlich einschließlich SBS, hydriertes SBS (SEBS), SIS und hydriertes SIS.

Die Leistung von thermoplastischen Elastomeren auf Styrolbasis bei Raumtemperatur ähnelt der von vulkanisiertem Gummi, mit einem ungewöhnlich hohen Elastizitätsmodul, der sich nicht mit dem relativen Molekulargewicht ändert.

Aufgrund seiner hohen Festigkeit, Weichheit, Gummielastizität und geringen bleibenden Verformung wird es häufig in der Schuhindustrie, Kunststoffmodifizierung, Asphaltmodifikation, wasserdichten Beschichtungen, flüssigen Dichtungsmaterialien, Drähten, Kabeln, Automobilkomponenten, Komponenten medizinischer Geräte usw. verwendet. Haushaltsgeräte, Büroautomation und Klebstoffe.

2.Thermoplastisches Polyurethan-Elastomer

Thermoplastische Elastomere (TPU) auf Polyurethanbasis sind im Allgemeinen lineare Polymermaterialien, die aus langkettigen Polyolen (Polyethern oder Polyestern) mit einem durchschnittlichen relativen Molekulargewicht von 600–4000, Kettenverlängerern mit einem relativen Molekulargewicht von 61–400 und Polyisocyanat-Additionspolymerisation bestehen .

Langkettige Polyole (Polyether oder Polyester) in der Hauptkette von TPU-Makromolekülen bilden weiche Segmente, die hauptsächlich deren Leistung bei niedrigen Temperaturen, Lösungsmittelbeständigkeit und Wetterbeständigkeit steuern, während Kettenverlängerer und Polyisocyanate harte Segmente bilden.Aufgrund der vielfältigen Anpassungsmöglichkeiten des Verhältnisses von Hart- und Weichsegmenten kann das erhaltene thermoplastische Polyurethan entweder ein weiches Elastomer oder ein spröder Hochmodul-Kunststoff sein oder zu Filmen und Fasern verarbeitet werden, was es zum einzigen TPE-Typ macht, der dies tut Kann erreicht werden.

TPU verfügt über eine hervorragende Verschleißfestigkeit, Ölbeständigkeit und Kältebeständigkeit sowie eine ausreichende Beständigkeit gegen Sauerstoff, Ozon und Strahlung.Gleichzeitig verfügt es als Elastomer über eine hohe Zugfestigkeit und Bruchdehnung sowie hervorragende Eigenschaften wie geringe bleibende Druckverformung und große Tragfähigkeit.

TPU wird in vielen Bereichen der Volkswirtschaft häufig eingesetzt, beispielsweise in der Schuhindustrie, im Gesundheitswesen, bei Bekleidungsstoffen und in der Verteidigungsindustrie.Seine Nachteile sind jedoch eine schlechte Alterungsbeständigkeit, ein niedriger Reibungskoeffizient auf nasser Oberfläche und ein leichtes Rutschen.Darüber hinaus weist TPU eine starke Polarität auf.Während der Verarbeitung, wenn die Scherwirkung stark ist, kommt es zu einer inneren Erwärmung, die zu einer Zersetzung führt.Seine Schmelzviskosität ist stark temperaturabhängig und kleine Temperaturänderungen können eine starke Änderung seiner Viskosität verursachen.Daher ist der Verarbeitungstemperaturbereich eng, verbunden mit hohen Kosten und einem hohen Preis, was die Förderung und Anwendung von TPU weiter einschränkt.

3. Thermoplastische Elastomere auf Polyolefinbasis

Thermoplastische Elastomere (TPO) auf Polyolefinbasis umfassen hauptsächlich drei Typen: Blockcopolymere, Pfropfcopolymere und Mischungen.Unter diesen sind Ethylen-Octen-Copolymer (POE), das unter Verwendung von Metallocen-Katalysatoren synthetisiert wird, und thermoplastischer dynamisch vulkanisierter Kautschuk, der durch ein dynamisches Vulkanisationsverfahren hergestellt wird, die beiden Haupttypen von TPO.

(1) Polyolefin-Thermoplastisches Elastomer-Ethylen-Octen-Copolymer (POE)

Metallocen-Polyolefin-Elastomer-Ethylen-Octen-Copolymer-Metallocen-Katalysatoren verfügen im Vergleich zu herkömmlichen Ziegler-Natta-Katalysatoren über ein ideales einzelnes aktives Zentrum und ermöglichen eine präzise Steuerung der relativen Molekulargewichtsverteilung, des Comonomergehalts, der Verteilung auf der Hauptkette und der Kristallstruktur.Das synthetisierte Polymer ist ein hochstrukturiertes strukturiertes Polymer mit einer engen relativen Molekulargewichtsverteilung, das die physikalischen und mechanischen Eigenschaften sowie die Verarbeitungseigenschaften des Polymers genau steuern kann.

Das unter Verwendung von Metallocen-Katalysatoren synthetisierte thermoplastische Polyolefin-Elastomer Ethylen-Octen-Copolymer (POE) hat ein enges Molekulargewicht und eine kurze verzweigte Kettenverteilung, was zu hervorragenden physikalischen und mechanischen Eigenschaften (hohe Elastizität, hohe Festigkeit, hohe Dehnung) und einer guten Leistung bei niedrigen Temperaturen führt.Darüber hinaus weist es aufgrund seiner gesättigten Molekülkette und der relativ geringen Anzahl tertiärer Kohlenstoffatome eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und UV-Beständigkeit auf.

POE hat eine bessere thermische Stabilität, optische Eigenschaften und Trockenrissbeständigkeit als EVA, eine bessere Witterungsalterungsbeständigkeit als SBS und eine Sprödigkeitstemperatur unter -76 °C.Bei niedrigen Temperaturen weist es immer noch eine gute Zähigkeit und Duktilität auf.POE verfügt über gute Schereigenschaften, die eine Hochgeschwindigkeitsextrusion und -formung begünstigen, ohne oder mit geringem Bedarf an Weichmachern und hat eine lange Lebensdauer.

POE kann mit Peroxid-, Silan- und Strahlungsmethoden vernetzt werden.Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften, die chemische Beständigkeit und die Ozonbeständigkeit des vernetzten Materials ähneln denen von EPDM;Die Wärmealterungs- und UV-Alterungsbeständigkeit von POE ist besser als die von EPDM und EPM, wodurch es besser für den Einsatz im Freien geeignet ist, und die bleibende Verformung durch thermische Kompression von POE ist geringer als die von EPDM.

POE kann als Modifikator sowohl Gummi als auch Kunststoff modifizieren.

Aufgrund der niedrigeren Verarbeitungstemperatur von POE lässt es sich leichter mit unpolaren Kautschuken mischen, insbesondere EPR, EPDM, NR, SBR und BR.

Die größte Anwendung von POE findet immer noch in Kunststoffprodukten statt.Die Modifizierung von PP mit POE verbessert die Kerbschlagzähigkeit erheblich;Die Verwendung von mit Maleinsäureanhydrid gepfropftem POE-Elastomer zur Modifizierung von PA6 kann die Feuchtigkeitsaufnahme des Materials verringern und seine Schlagzähigkeit deutlich verbessern.

Thermoplastischer, dynamisch vulkanisierter Kautschuk, hergestellt durch ein dynamisches Vulkanisationsverfahren.

Thermoplastischer dynamischer vulkanisierter Gummi (TPV) ist ein thermoplastisches Elastomer, das durch dynamische Vulkanisationsmethode gewonnen wird.

TPV ist eine spezielle Art von thermoplastischem Elastomer (TPE), das sich von elastischen Blockcopolymeren unterscheidet und durch den synergistischen Effekt von Elastomer-Thermoplast-Polymermischungen erzeugt wird und bessere Eigenschaften als einfache Mischungen aufweist.

Die Schlüsseltechnologie zur Herstellung von thermoplastischem vulkanisiertem Kautschuk ist die dynamische Vulkanisationstechnologie.Einer der Fortschritte dieser Technologie ist die Nutzung kostengünstiger bestehender Verarbeitungsmethoden zur Herstellung neuer Produkte durch Mischen vorhandener Polymere.Im Vergleich zu herkömmlichen und investitionsintensiven Verfahren zur Herstellung neuer Materialien kann dieses Verfahren auch die Umweltanforderungen großer Polymerisationsanlagen erfüllen.Ein weiterer Vorteil der TPV-Technologie gegenüber Blockcopolymeren als Quelle thermoplastischer Elastomere ist die hohe obere Einsatztemperatur, die Beständigkeit gegenüber Kohlenwasserstoffmedien und der niedrige Druckverformungsrest.

4. Thermoplastische Elastomere auf Polyamidbasis

Thermoplastische Elastomere auf Polyamidbasis (TPEA) bestehen aus kristallinem Polyamid mit hoher Schmelzpunkthärte und weichem amorphem Polyester oder Polyethersatin.

Entsprechend den für die Synthese thermoplastischer Polyamidelastomere erforderlichen Rohstoffen können ihre Synthesemethoden in die binäre Säuremethode und die Isocyanatmethode unterteilt werden.

Mithilfe der binären Säuremethode wird TPAE durch eine Veresterungsreaktion zwischen carboxylterminierten aliphatischen Polyamidblöcken und hydroxylterminierten Polyetherdiolen hergestellt.Bei der Isocyanatmethode werden halbaromatische Amide als Hartsegment und aliphatische Polyester, Polyether oder Polycarbonate als Weichsegment verwendet.

Bei Verwendung der Isocyanatmethode wird das harte Segment des halbaromatischen Amids durch die Reaktion aromatischer Diisocyanate mit Dicarbonsäuren erhalten, anstatt durch herkömmliche Methoden wie Polymerisation von Diaminen mit Dicarbonsäuren, Ringöffnungspolymerisation zyklischer Lactame oder Reaktion hergestellt zu werden von Diaminen mit Dicarbonsäurechlorid.Im Vergleich dazu vermeidet ersteres Probleme wie die geringe Aktivität aromatischer Diamine, Schwierigkeiten bei der Gewinnung aromatischer zyklischer Lactammonomere und die Freisetzung von korrosivem Chlorwasserstoff während der Reaktionen.

NANJING HAISI ist ein professioneller Hersteller von Kunststoffextrudermaschinen. Wir liefern Extruder für thermoplastische Elastomere, Doppelschneckenextruder, Einschneckenextruder, Kunststoffrecyclingextruder, Zweistufenextruder, Maschinen im Labormaßstab, Misch- und Zuführmaschinen, Kühl- und Pelletiermaschinen, Zerkleinerungsmaschinen usw An.