نظرًا لأن مواد TPE متوفرة في عدة أنواع ، فإن اختيار النوع الأكثر ملاءمة لتطبيقك يعد أمرًا ضروريًا. وبالتالي ، تستكشف هذه المقالة مواد TPE المتاحة وكيفية اختيارها.
ما هو TPE؟
أجهزة TPE (اللدائن الحرارية) هي مواد شبيهة بالمطاط؛ فهي ناعمة ومرنة وسهلة المعالجة. علاوة على ذلك، نظرًا لبنيتها الجزيئية، فإن TPEs مرنة للغاية.
للمطاط الحراري العديد من الفوائد ، بما في ذلك قدرته على العودة إلى شكله الأصلي بعد الضغط أو التمدد. وبالتالي ، فهي أكثر متانة ولديها نطاق فيزيائي أفضل من المواد الأخرى.
كيف تصنع TPEs؟
تتكون طريقة إنتاج TPEs من خلط بوليمر صلب مع إلاستومر مرن، إما ميكانيكيًا أو من خلال وسائل كيميائية. في سياق الطرق الميكانيكية، يتم إنشاء TPEs باستخدام آلات تركيب عالية القص تمزج باستمرار المطاط الصناعي والبوليمر الصلب معًا.
يجب أن تتطابق المواد الخام في العملية الميكانيكية مع اللزوجة في ظروف العملية. لذلك ، من الأفضل دائمًا مراعاة معلمات المواد قبل المزج.
كيميائيًا ، يتم تصنيع TPE من خلال الفلكنة الديناميكية. لمزيد من التفاصيل ، يمكنك الاطلاع على المقالة "ما هو المطاط المفلكن والكبريت؟ " تحتوي TPEs المبركن ديناميكيًا على مرحلتين من اللدائن المرنة - متقطعة ومتشابكة. المرحلتان لأن طور المطاط الصناعي الناعم للمواد الخام مبركن جزئيًا في درجات حرارة عالية ومعدلات قص.
يجب أن تكون درجة الحرارة أعلى من درجة انصهار اللدائن الحرارية لتفعيل وإكمال عملية الفلكنة. لذلك ، للحصول على أفضل النتائج ، تشمل العوامل التي يجب مراعاتها قبل الفلكنة الديناميكية توافق المواد ودرجة المعالجة وحجم الجسيمات.
أين تستخدم TPEs؟
تستخدم TPEs في التطبيقات التي تتطلب مواد مرنة. المادة فعالة من حيث التكلفة وآمنة ، وتوفر الجودة والسمية المنخفضة. علاوة على ذلك ، فإن TPEs متعددة الاستخدامات وسهلة المعالجة. وبالتالي ، فإن المادة مناسبة للعديد من التطبيقات.
بشكل عام ، تقوم TPE بتصنيع مواد منع التسرب والطلاء والإلكترونيات والسلع الرياضية. كما أنها مفيدة في الصناعة الطبية نظرًا لسلامتها ومستويات سمية منخفضة.
أنواع TPEs
هناك عدة أنواع من TPE ، وهي تختلف في الهيكل والمكونات. تشمل الأنواع الشائعة من TPEs ؛
- TPEs الستيرينيك
- أولفينيك TPEs
- يوريتان TPEs
- بوليستر TPEs
- مادة البولي أميد TPEs
- تفلكن TPEs
- لينة PVC
اللدائن الستيرينيك بالحرارة (SBC / TPS / TPE-S)
كتلة البوليمرات الستايرين (SBCs) هي أكثر مواد TPE استخدامًا. تعدد استخدامات البوليمرات المشتركة لكتل الستايرين يرجع إلى هيكلها الفريد متعدد الأطوار. يتكون هذا الهيكل من كتل طرفية ناعمة من المواد الخام وكتل متوسطة من الستايرين الصلب.
تنتج كتلة البلمرة المشتركة في أشكال SBC. تشتمل خصائص مواد SBC على مقاومة عالية للتآكل وقوة الشد والمرونة. بالإضافة إلى ذلك، تعمل اللدائن البلاستيكية الحرارية من الستايرين على نطاق واسع من درجات الحرارة، وتمتص الصدمات بدرجات متفاوتة.
تتضمن بعض التطبيقات التي تستخدم SBCs تصنيع الراتنجات والمواد المضافة والمواد المالئة.
مطاط بلاستيك حراري أوليفينيك (TPE-O / TPO)
البولي أوليفينات البلاستيكية الحرارية (TPOs) عبارة عن مركبات TPE مكونة من المزج غير المتشابك EPDM المطاط والبولي أوليفينات. تشتمل خصائص TPO على مقاومة كيميائية عالية وقوة وكثافات منخفضة.
بالإضافة إلى ذلك ، تعد البولي أوليفينات البلاستيكية الحرارية مناسبة للتطبيقات التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل والتمزق ومتانة عالية من البلاستيك.
اللدائن البلاستيكية الحرارية من اليوريثان (TPU / TPE-U)
تفاعل الإضافة المتعددة لأشكال polyisocyanates و diols أو polyols البولي يوريثين بالحرارة (تي بي يو). مجموعة اليوريثان هي سمة مميزة لـ TPUs ، مما يمنح المواد خصائص مختلفة على نطاق واسع.
تحتوي TPUs على تركيزات متفاوتة من درجة الارتباط المتبادل والإيزوسيانات ومكون OH. لذلك فهي مناسبة للاستخدام في السبائك المرنة وبدائل المطاط.
يحتوي البولي يوريثين بالحرارة على خصائص مادية ، بما في ذلك مقاومة جيدة للأكسجين والأوزون ، ومقاومة ممتازة للتآكل ، وخصائص حرارية. كما أن المادة قابلة للتمدد وتمتلك قوة شد عالية.
اللدائن البلاستيكية الحرارية البوليستر (TPE-E / TPC)
البوليستر الحراري (TPCs) عبارة عن بوليمرات ذات بنية كتلة خطية. ومع ذلك، لديهم كل من الجزء البلوري وغير المتبلور. وبالتالي، فإن TPCs مرنة وسهلة المعالجة.
علاوة على ذلك ، فإن الجزء البلوري من بوليستر مشترك بالحرارة يجعل المادة مقاومة لدرجة الحرارة على نطاق واسع. تحتوي المادة أيضًا على خصائص بما في ذلك الشيخوخة الجيدة والمقاومة الكيميائية.
علاوة على ذلك ، تتمتع TPCs بخصائص كهربائية ممتازة ، مما يجعلها مناسبة لتصنيع الكابلات والخراطيم في صناعة السيارات.
اللدائن المرنة بولي أميد بالحرارة (COPA / TPA / TPE-A)
البوليمرات المشتركة لكتل البولي أميد (TPAs) هي مواد مرنة مصنوعة من البوليمرات المشتركة ، بما في ذلك بولي إيثر أميد أو بوليستر أميد أو بولي إيثر إستر أميدات. تعتمد الخصائص الفيزيائية لـ TPA على عدد كتل البوليمر المشترك وطولها ونوعها.
على العموم، تعتبر البولي أميدات اللدائن الحرارية مثالية للتطبيقات التي تتطلب درجة حرارة عالية و مقاومة الزيت. هذا النوع من TPE مرن أيضًا في درجات الحرارة المنخفضة. تشمل الخصائص الفيزيائية الأخرى لـ TPA مقاومته الممتازة للمواد الكيميائية والطقس ومقاومة التآكل والصدمات.
المطاط الصناعي بالكبريت (TPV / TPE-V / EA)
مبركنات اللدائن الحرارية (TPVs) مصنوعة من خلال عملية الفلكنة الديناميكية. مادة TPE هذه عبارة عن مزيج من مركبات البولي بروبيلين ومطاط EPDM. تتميز TPVs بخصائص تشبه المطاط وهي فعالة من حيث التكلفة.
علاوة على ذلك ، TPVs لها خصائص حرارية ممتازة. ومن ثم ، فهي تستخدم في تطبيقات الحرارة العالية. كما أن لها خصائص مقاومة جيدة للزيت والمواد الكيميائية.
اللدائن الحرارية البلاستيكية اللينة (TPVC)
البولي فينيل كلورايد (PVC) هو بوليمر شائع الاستخدام في إنتاج البلاستيك. ينتج عن البلمرة المتسلسلة لكلوريد الفينيل PVC ، وهو غير متبلور وهش ومعقد. ومع ذلك ، فإن إضافة الملدنات تزيد من قدرات معالجة PVC ، مما يجعلها مناسبة للعديد من التطبيقات.
يتوفر PVC في فئتين - لينة وصلبة. على الرغم من أن الملدنات تزيد من مرونة PVC ، إلا أن لها سلبيات. على سبيل المثال ، المنتجات المصنوعة من مادة PVC المرنة أقل متانة وقابلية إعادة تدوير محدودة. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر الملدنات خطرة على الصحة ويمكن أن تتسرب إلى الطعام والبيئة.
فوائد TPEs
استهلاك أقل للطاقة: TPEs لها دورات تشكيل قصيرة وتتم معالجتها بسرعة. وبالتالي ، فإنهم يستهلكون طاقة أقل.
تكاليف منخفضة: TPEs لها تكاليف أقل للتحكم في الجودة والجودة. تؤدي كثافة المواد المنخفضة مقارنة بالمواد المطاطية التقليدية إلى انخفاض تكاليف الحجم. بالإضافة إلى ذلك ، يؤدي اتساق واستنساخ راتنجات TPE إلى انخفاض تكاليف مراقبة الجودة.
الحد الأدنى من المركب: TPEs لديها القليل من التعقيد. عادة ما تكون معظم هذه المواد جاهزة للتصنيع بسبب تركيبتها الكاملة.
تكاليف الأجزاء الجاهزة: TPEs لها أوقات تصنيع قصيرة ودورات صب. ومن ثم يحتاجون إلى عدة ثوانٍ للمعالجة ، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف الأجزاء النهائية.
مدى صلابة: TPEs لها نطاق صلابة واسع. لديهم نطاقات صلابة Shore A و Shore C و Shore D.
نفاذية: TPEs لها نفاذية منخفضة وتمتلك خصائص تلوين جيدة
المقاومة: مطاط لدن بالحرارة مقاوم للحرارة والزيت في درجات حرارة معينة.
التطبيقات: تستخدم TPEs في مجموعة واسعة من التطبيقات. إنها مفيدة في العديد من الصناعات ، بما في ذلك الصناعات الطبية والسيارات.
عزل كهربي: تتمتع TPE بخصائص ممتازة ، مما يجعلها مفيدة في التطبيقات الإلكترونية.
تطبيقات TPEs
نظرًا لتعدد استخداماتها ، فإن TPEs مفيدة في العديد من الصناعات ، بما في ذلك ؛
- خدمات الطبية
نظرًا لتوافقه الحيوي ، يعتبر TPE مناسبًا للاستخدام في الصناعة الطبية. المادة خالية من الملدنات وبروتينات اللاتكس. علاوة على ذلك ، فإن TPEs صحية وآمنة وقابلة لإعادة التدوير مع الحد الأدنى من النفايات.
لذلك يتم استخدامها في العديد من التطبيقات ، بما في ذلك الأنابيب الطبية والأقنعة وحشيات الحقن. تنتج TPE أيضًا مواد هلامية لتقويم العظام وأكياس قسطرة وأنابيب طبية.
- سيارات
تُستخدم TPE في قطاع السيارات نظرًا لارتفاع درجة الحرارة ، والعوامل الجوية ، ومقاومة التآكل. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام TPE في العديد من تطبيقات السيارات. تنتج المادة حواجز ممتصة للصدمات ، وموانع تسرب لامتصاص الصدمات ، ومخمدات اهتزاز.
- الإلكترونيات
تتمتع اللدائن البلاستيكية الحرارية بخصائص كهربائية ، وتعمل بشكل صحيح في درجات حرارة متفاوتة. علاوة على ذلك ، تزيد TPE من عمر الخدمة والجودة للمنتجات الإلكترونية بسبب تثبيط اللهب ومقاومته للكائنات الحية الدقيقة.
بشكل عام ، يتم استخدام TPE في إنتاج السيارات ذاتية القيادة وتقنيات الاتصال الجديدة والألياف الضوئية.
علاوة على ذلك ، نظرًا لتوافقها الممتاز مع الجلد وملمسها الناعم ، تُستخدم TPE في تصنيع الإلكترونيات الشخصية ، بما في ذلك الأساور لأجهزة الاستشعار والساعات الذكية.
- بضائع المستهلكين
تستخدم TPEs في تصنيع العديد من السلع الاستهلاكية لأن المادة آمنة للاستخدام مع الجلد وفي الطعام. تستخدم السلع الاستهلاكية عمومًا المطاط البلاستيكي الحراري ، بما في ذلك الألعاب والحفاضات ونعال الأحذية والمعدات الرياضية والمكونات الناعمة الملمس في منتجات العناية الشخصية.
- البناء
TPEs مرنة ومتينة وقابلة لإعادة التدوير. تستخدم صناعة البناء TPEs كمواد مضافة في أسفلت الطرق. كما أنها تستخدم في تصنيع مواد منع التسرب والطلاء والمواد اللاصقة.
خصائص TPEs
تمتلك TPE العديد من الخصائص ، مما يجعلها مفيدة في العديد من التطبيقات. نظرًا لوجود العديد من TPEs ، يجب مراعاة هذه الخصائص الأساسية قبل اختيار واحدة مناسبة للتطبيق الخاص بك. تشمل الخصائص ما يلي:
عسر الماء
تقيس قيمة الشاطئ صلابة اللدائن الحرارية. الصلابة هي معيار أساسي في اختيار TPE. مقياس التحمل على الشاطئ، أداة قياس الصلابة ، تقيس عمق الكساد الناتج عن قوة معينة في المادة.
تتمتع اللدائن اللدائن الحرارية بمجموعة واسعة من الصلابة ، بما في ذلك الدعامة Aموازين Shore C و Shore D.
مقاومة درجات الحرارة
تحتوي معظم مواد TPE على خصائص حرارية تجعلها مناسبة لتطبيقات الحرارة العالية. ومع ذلك ، يجب أن يكون لديهم مقاومة درجات حرارة مختلفة لكل تطبيق. تشمل العوامل التي تؤثر على مقاومة درجة حرارة مادة TPE شكل المادة ونوع الإجهاد ومدة التعرض للحرارة.
بشكل عام ، TPEs مقاومة لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة. تتراوح درجة حرارة المادة بين -30 درجة و 150 درجة مئوية.
خصائص الشد
الشد عند الكسر ومعامل الشد هما خواص شد قياسية تختبر قوة TPE.
يقيس الشد عند الكسر قوة الكسر لـ TPE. تقيس خاصية الشد هذه الضغط الذي يمكن أن يتحمله المطاط الصناعي عند التمدد قبل أن يصل إلى نقطة الانهيار. من المهم ملاحظة أن الشد العالي عند قيمة الكسر يعني أن TPE لا ينكسر بسهولة عند سحبه مقارنةً بأولئك الذين لديهم قيم أقل.
معامل الشد هو العلاقة بين الإجهاد والضغط على جسم صلب عندما يتعرض لتشوه دائم بطريقة مرنة خطية. بشكل عام ، TPEs مقاومة للتمزق.
مجموعة ضغط
تقيس مجموعة الضغط سلوك مادة TPE إلى الانكماش المستمر والإطلاق الفوري لفترة ممتدة.
تعود وحدات TPE ذات مجموعات الضغط المنخفضة تقريبًا إلى سمكها الأصلي بعد الانكماش والإفراج. عادةً ما تكون مواد TPE المزودة بمجموعات ضغط ناعمة مثالية لتطبيقات الختم.
انكماش
تتقلص أجزاء مادة TPE المصبوبة عندما تبرد. عادة ، يكون الانكماش صغيرا جدا. ومع ذلك ، فإنه يؤثر على المظهر والملاءمة الدقيقة للمنتج. لذلك ، ضع في اعتبارك انكماشه قبل اختيار مادة TPE لتطبيقك. يمكنك الحصول على معلومات الانكماش من الشركات المصنعة TPE.
استقرار الأشعة فوق البنفسجية
يعد استقرار الأشعة فوق البنفسجية أمرًا بالغ الأهمية لاستخدام منتجك في التطبيقات الخارجية. TPEs ذات الثبات العالي للأشعة فوق البنفسجية مناسبة للاستخدام في الهواء الطلق. بشكل عام ، اللدائن اللدائن الحرارية شديدة المقاومة للعوامل الجوية والتعرض للأوزون والأشعة فوق البنفسجية.
الخواص الكهربائية
تعتبر مواد TPE عوازل جيدة اعتمادًا على مستوى قطبية المادة. على الرغم من أن معظم اللدائن اللدائن الحرارية تمتلك خصائص كهربائية ، فإن مواد TPE غير القطبية هي عوازل كهربائية أفضل.
مقاومة كيميائية
تحدد قطبية مادة TPE أيضًا مقاومتها الكيميائية. على سبيل المثال ، TPEs غير القطبية غير المتبلورة لها مقاومة كيميائية محدودة للعديد من المذيبات.
كيف تتم معالجة مواد TPE؟
تعتبر اللدائن اللدائن الحرارية سهلة المعالجة ، ولها أوقات قصيرة قابلة لإعادة التدوير. وبالتالي ، تساعد معالجة TPE في إنشاء العديد من المنتجات من حولنا. تشمل طرق معالجة TPE القياسية ؛
حقن صب
تشتهر أجهزة تركيز الأكسجين البيطرية من كالسـتين بجودتها العالية وفعاليتها في الميدان. عملية صب حقن هي تقنية معالجة المواد المرنة بالحرارة الأكثر أهمية. تتميز هذه الطريقة بإنتاجية عالية وخالية من المخلفات.
تستخدم عملية القولبة بالحقن قالبًا. أثناء الإنتاج ، يتم حقن البلاستيك المصهور في قالب لإنشاء منتجات من اللدائن المرنة بالحرارة تأخذ شكل القالب. تتصرف TPE مثل اللدائن الحرارية في هذه العملية. علاوة على ذلك ، تتميز هذه العملية بدقة كبيرة ويمكنها إنتاج كميات كبيرة.
وبالتالي ، فإنها تخلق أجزاء صلبة ، بما في ذلك الأدوات والمكونات.
مصنع إنتاج القطاعات
عملية البثق مستمرة. ال يموت قطع تتضمن العملية إجبار مادة TPE من خلال قالب لتشكيلها. يحتوي القالب على ملف تعريف مقطعي ، وتتشكل المادة في النهاية. آلة البثق بها قادوس ، لولب حلزوني ، وبرميل.
يجب عليك تغذية حبيبات TPE في القادوس أثناء عملية البثق. يدور المسمار اللولبي ، ويسخن ، ويذوب الكريات في البرميل المسخن.
بعد ذلك، يقوم المسمار بدفع البلاستيك المنصهر عبر القالب. وينتج عن ذلك أطوال متواصلة من القالب يتم تبريدها لاحقًا. تختلف عملية البثق عن عملية القولبة بالحقن لأن البثق ينتج منتجات تامة الصنع جزئيًا تتطلب معالجة إضافية.
لذلك ، تعتبر عملية البثق مثالية للإنتاج المقطعي المعقد مع تشطيب جيد للسطح ودرجة عالية من حرية التصميم.
بثق ضربة صب
يعتبر قولبة النفخ بالبثق مثاليًا لتشكيل مقاطع TPE. في هذه العملية ، يتم إخراج البلاستيك المصهور في قالب أو قالب. يساعد نفخ الهواء في القالب على إنتاج منتجات TPE بالشكل المطلوب.
تشتمل الأنواع الشائعة الاستخدام من أجهزة البثق على أجهزة بثق أحادية اللولب وثلاثية اللولب. عملية البثق مناسبة لإنشاء منتجات ذات أشكال مجوفة معقدة مثل الزجاجات. كما أنها تستخدم في إنتاج الألواح والأنابيب.
هل TPEs صديقة للبيئة؟
نعم. TPEs صديقة للبيئة. هذه المادة خفيفة الوزن وقابلة لإعادة التدوير. علاوة على ذلك، فإن عملية التصنيع تتطلب طاقة منخفضة. ومع ذلك، فمن الضروري أن نلاحظ أن المادة ليست قابلة للتحلل.
ما هي TPEs الطبية؟
TPEs الطبية هي مواد آمنة وصديقة للبيئة تستخدم لتصنيع الأجهزة الطبية. بالإضافة إلى ذلك، لا تحتوي اللدائن البلاستيكية الحرارية الطبية على مواد ملدنة من الفثالاتمما يجعلها بدائل لمادة PVC والسيليكون.
وعلاوة على ذلك، لا تطلق TPEs الطبية من الديوكسينات أو الكلور أثناء الاستخدام. ومن ثم فهي غير مسرطنة وآمنة لصحة الإنسان. تقوم TPEs الطبية بتصنيع الأكياس والأنابيب وسدادات الحقن. كما أنها تستخدم في تطبيقات الختم الذاتي لقوارير الأدوية وحاويات اللقاح.
ما الفرق بين السيليكون والمطاط TPE؟
يمتلك كل من TPEs والسيليكون خصائص مرنة ومناسبة للعديد من التطبيقات. ومع ذلك ، فإن هذه المواد لها اختلافات عديدة. يلخص الجدول أدناه الاختلافات بين السيليكون و TPE المطاط.
اللدائن الحرارية (TPEs) | سيليكون | |
الخامة | TPEs عبارة عن بوليمر مشترك من المطاط والبلاستيك. ومن ثم ، فإنها تمتلك خصائص اللدائن المرنة والحرارة. | السيليكون هو المطاط الصناعي مع خصائص البلاستيك والمطاط. يشار إلى السيليكون أيضًا عمومًا باسم المطاط. |
أداء المنتج | المنتجات المصنوعة من TPEs متعددة الاستخدامات بشكل لا يصدق. لديهم خصائص حرارية متميزة واستقرار المواد | تتميز المنتجات عالية الجودة بمقاومة الحريق ، وتثبيط اللهب ، والتوصيل الحراري ، ومقاومة درجات الحرارة القصوى |
نقطة الانصهار | 260 - 320 درجة | لا يوجد نقطة انصهار. يظل السيليكون صلبًا حتى يحدث الاحتراق. |
مقاومة درجات الحرارة العالية | 130-150 درجة. عمر المادة والشقوق التي تتجاوز نطاق درجة الحرارة. | 200 - 300 درجة. تفقد المادة خصائصها الميكانيكية في درجات الحرارة المرتفعة وتصبح هشة |
رد فعل للحرارة | يمكن إعادة معالجة TPEs بعد التعرض للحرارة | لا يمكن تغيير السيليكون أو إعادة معالجته بعد التعرض للحرارة |
مقاومة كيميائية | المقاومة الكيميائية الطبيعية | مقاومة كيميائية جيدة |
السلامة | TPEs مرنة لأنها تحتوي على الفثالات. يمكن أن تكون الفثالات ضارة بصحة الإنسان. ومع ذلك ، فإن المستويات المنخفضة الموجودة في TPEs لا تشكل خطرًا. | السيليكون آمن. لا يتفاعل السيليكون المخصص للطعام مع الطعام أو يلوثه. |
الأستعمال | يتم تطبيق TPE على نطاق واسع في صناعات السيارات والطبية والبناء. | السيليكون مفيد في تطبيقات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والطبية والفضائية والكهربائية. |
وفي الختام
تتميز اللدائن المرنة بالحرارة بأنها مرنة وسهلة المعالجة بسبب الجمع بين مكونات اللدائن الحرارية واللدائن المرنة. لذلك ، فإنهم يقدمون أفضل ما في العالمين. إنها سهلة المعالجة حتى الآن ومرنة وناعمة.
نظرًا لخصائصها ، فإن TPEs قابلة للتطبيق في العديد من الصناعات. ومع ذلك ، قبل اختيار TPEs لتطبيقك ، تأكد من أن خصائصه يمكن أن تصمد أمام معايير مثل هذا التطبيق.
شراء منتجات المطاط الصناعي الحراري (TPE) من Hongju!
هونغجو سيليكون تصنع منتجات المطاط ، بما في ذلك الجوانات والأختامو س الخواتم. لأن رضا العملاء هو هدفنا، فإننا نعمل معك لإنشاء المنتج المثالي بناءً على مواصفاتك.
بالإضافة إلى ذلك ، نقدم العديد من الخدمات ، بما في ذلك القولبة بالحقن ، لإنشاء منتجات بتصميمات بسيطة ومعقدة.
خذ الخطوة الأولى:
طلب للاستفسار
الجودة تلبي القدرة على تحمل التكاليف. استفسر الآن عن منتجات عالية الجودة بكميات منخفضة.