Elastomer termoplastic stirenic: proprietăți, clase și ghid de selecție

Luați un mâner de sculă cu prindere moale, dezlipiți partea din spate a unei etichete sensibile la presiune sau apăsați degetul mare în talpa unui pantof de alergare și există șanse mari să atingeți un elastomer termoplastic stirenic. Aceste materiale au devenit în liniște răspunsul implicit oriunde o piesă trebuie să se simtă cauciucoasă, dar totuși să fie turnată, extrudată sau reciclată ca un plastic.

Dacă specificați unul pentru prima dată sau încercați să aflați de ce o formulare existentă continuă să se îndepărteze de specificații, denumirea poate fi confuză. SBS, SEBS, SEPS, TPE-S, TPS: abrevierile se suprapun, iar furnizori diferiți descriu aceeași chimie în cuvinte diferite. Versiunea scurtă este destul de simplă. Un elastomer termoplastic stirenic este un copolimer bloc construit din segmente de polistiren dur și un bloc mediu cauciucat moale. Ceea ce urmează explică ce înseamnă această structură în practică, cum diferă notele principale și cum să restrângi o listă lungă la doi sau trei candidați care merită testați.

Ce definește un elastomer termoplastic stirenic

Cuvântul asupra căruia să se concentreze este „blocare”. O moleculă de TPE stirenic nu este un amestec aleatoriu de monomeri; este un lanț asamblat în ordine, de obicei polistiren, apoi un segment mijlociu cauciucat, apoi din nou polistiren. La temperatura camerei, blocurile terminale din polistiren sunt sub temperatura lor de tranziție sticloasă, astfel încât se grupează în domenii rigide. Aceste domenii ancorează blocurile medii cauciucate și acționează ca legături fizice încrucișate, ceea ce conferă materialului recuperarea elastică.

Se încălzește polimerul deasupra punctului de înmuiere al domeniilor de polistiren și acele legături încrucișate dispar temporar. Materialul curge, umple o matriță și apoi își reformează structura de domeniu la răcire. Aceasta este diferența esențială dintre un TPE stirenic și un cauciuc termorigid convențional: fără pas de vulcanizare, fără ciclu lung de întărire și resturi de producție care pot fi de obicei remăcinate și reutilizate. De asemenea, acești polimeri sunt numiți uneori cauciucuri termoplastice, un termen care descrie mai degrabă comportamentul decât chimia.

Cele trei familii principale de copolimeri bloc stireni

Aproape fiecare TPE stirenic pe care îl veți întâlni în comerț aparține uneia dintre cele trei familii, care se distinge prin ceea ce se află în mijlocul lanțului.

SBS: Stiren-Butadienă-Stiren

SBS este blocul de copolimer stirenic original și încă cel mai rentabil. Oferă rezistență ridicată la tracțiune, recuperare elastică bună și compatibilitate excelentă cu bitumul și cu multe rășini lipiciante, motiv pentru care domină modificările asfaltului și formulările adezive topite la cald. Limitarea sa este blocul mediu de butadienă nesaturată, care este vulnerabil la lumina ultravioletă, oxigen și expunerea pe termen lung la căldură. Pentru aplicații în interior, compuși pentru încălțăminte și adezivi de scurtă durată, rămâne o valoare remarcabilă.

Copolimer bloc stiren-butadienă din seria Zhongli SBS Elastomer termoplastic stirenic rentabil pentru modificarea asfaltului, adezivii, încălțămintei și modificarea polimerilor, cu procesare ușoară și performanță la temperatură scăzută. Vizualizare produs →

SEBS: Stiren-Butadienă-Stiren hidrogenat

Hidrogenarea blocului intermediar de butadienă îl transformă într-un segment saturat de etilenă-butilenă, iar această singură modificare remodelează profilul proprietății. SEBS rezistă mult mai bine la degradarea UV și la îmbătrânirea termică, păstrează culoarea și claritatea și absoarbe cantități mari de ulei parafinic fără a deveni gras. De asemenea, se amestecă ușor cu polipropilena, ceea ce o face un cal de lucru pentru supramulare cu atingere moale, tuburi flexibile, compuși pentru cabluri și modificarea polimerilor. Dacă piesa dvs. va vedea lumina soarelui, sterilizare sau o durată lungă de viață, SEBS este de obicei punctul de plecare.

Copolimer bloc de stiren-butadienă din seria SEBS hidrogenat Zhongli Elastomer termoplastic hidrogenat derivat din SBS care oferă rezistență la îmbătrânire, la intemperii și la temperaturi scăzute pentru TPE, încălțăminte, filme, produse medicale și modificări ale plasticului. Vizualizare produs →

SEPS: Stiren hidrogenat-izopren-stiren

Când blocul mijlociu este izopren mai degrabă decât butadienă, hidrogenarea produce un segment de etilenă-propilenă. SEPS aduce două lucruri pe care celelalte familii nu se potrivesc: solubilitate excepțională în uleiul de hidrocarburi și un grad foarte ridicat de transparență în compușii bine formulați. Această combinație îl face materialul de alegere pentru geluri de ulei, amelioratori ai indicelui de vâscozitate, ingrediente cosmetice și de îngrijire personală și elastomeri clari în care ceața este inacceptabilă. De asemenea, tolerează temperaturi de serviciu mai mari decât SBS.

Zhongli SEP(S) Copolimer bloc de stiren-izopren hidrogenat Copolimer bloc transparent, solubil în ulei, utilizat ca modificator de reologie pentru geluri de umplere a cablurilor, produse cosmetice, amelioratori ai indicelui de vâscozitate al uleiului lubrifiant și ceară de jeleu. Vizualizare produs →

Proprietăți pe care le puteți proiecta

Una dintre atracțiile practice ale TPE-urilor stirenice este cât de mult din profilul proprietății poate fi reglat în timpul combinării, mai degrabă decât fixat la reactor. Câteva pârghii contează cel mai mult:

• Duritate. Formulările cuprind aproximativ 5 până la 95 Shore A. Adăugarea de ulei alb înmoaie compusul; adăugarea de polipropilenă sau polistiren crește rigiditatea.
• Elasticitate și set. Arhitectura blocului și conținutul de stiren guvernează cât de bine revine materialul la forma după deformări repetate.
• Stabilitate termică. Blocurile intermediare hidrogenate rezistă la oxidare și îngălbenire la temperaturi ridicate, ceea ce contează pentru interioarele auto și piesele care intră în contact cu alimentele.
• Claritate. Calitățile transparente depind de potrivirea indicilor de refracție între polimer, ulei și orice aditivi utilizați.
• Răspuns la ulei și solvenți. SEPS se dizolvă în ulei de hidrocarburi; SEBS se umfla. Alegerea unuia greșit este o sursă comună de eșecuri în câmp.
• Adeziune. Rășinile de aderență și extrudarea reactivă pot fi utilizate pentru a construi adeziv sau pentru a lega elastomerul de substraturi polare.

Cum sunt procesate aceste materiale

TPE-urile stirenice funcționează pe echipamente termoplastice standard: turnare prin injecție, extrudare, suflare și supraturlare în două lovituri pe substraturi rigide, cum ar fi polipropilena sau ABS. Nu este necesară nicio presă de vulcanizare, timpii de ciclu sunt scurti, iar modelele pot regla temperatura de topire și forfecare pentru a controla orientarea domeniului și finisarea suprafeței.

Compunerea este locul unde are loc cea mai mare parte a ingineriei. Extensia cu ulei înmoaie polimerul de bază, amestecul de polipropilenă creează un TPE cu rezistență la căldură îmbunătățită, iar extrudarea reactivă introduce grupuri polare sau funcționale pentru o aderență mai bună. Pentru echipele la care lucrează modificare plastică , aceste note compuse sunt adesea diferența dintre o piesă fragilă și una care supraviețuiește unui test de cădere.

Unde sunt utilizați elastomeri termoplastici stireni

Lista de aplicații este neobișnuit de largă pentru o singură familie de polimeri, motiv pentru care selecția calității merită îngrijire:

• Adezivi și etanșanți, inclusiv formulări topibile și sensibile la presiune
• Modificarea asfaltului și a bitumului, plus compuși termoplastici pentru marcaj rutier
• Modificarea polimerului, în special întărirea la impact a polipropilenei
• Încălțăminte, tălpi intermediare din spumă și unelte cu prindere moale
• Tuburi medicale, piese care intră în contact cu alimentele și dispozitive de închidere farmaceutice
• Compuși de umplere cu fibre optice și cabluri
• Ingrediente cosmetice și de îngrijire personală, inclusiv geluri de ulei și agenți de îngroșare
• Bunuri de consum moale la atingere, amortizare și articole noutate

Deoarece aceeași chimie de bază deservește atât de multe segmente, este util să vezi cum se aliniază notele înainte de a te angaja la un proces. O referință utilă este această prezentare generală comparând SBS, SEBS și SIS unul lângă altul , care mapează fiecare structură cu aplicațiile în care funcționează cel mai bine.

O listă de verificare practică

Când un client ne trimite un desen al piesei și o condiție de service, de obicei lucrăm cu aceeași secvență de întrebări. Este un obicei bun dacă cumpărați o tonă sau un camion.

1. Definiți duritatea și modulul de care are nevoie de fapt, mai degrabă decât duritatea materialului pe care l-ați folosit ultima dată.
2. Stabiliți intervalul real de temperatură de serviciu, inclusiv vârfurile pe termen scurt în timpul procesării sau sterilizării.
3. Decideți dacă piesa va fi expusă la lumina soarelui, la ozon sau la aer cald. Dacă da, alegeți un grad hidrogenat.
4. Confirmați mediul chimic, în special contactul cu uleiul și solventul, deoarece solubilitatea diferă mult între SEBS și SEPS.
5. Verificați cerințele optice. Dacă claritatea contează, va funcționa timpul bugetat pentru testele de formulare, mai degrabă decât să presupunem o notă transparentă.
6. Potriviți calea de procesare, deoarece turnarea prin injecție, extrudarea și supramularea preferă fiecare un flux de topire diferit.
7. Verificați din timp cerințele de reglementare, inclusiv cerințele legate de contactul cu alimentele, cele medicale și cele legate de jucării.

În spatele materialului: fabricație și consistență

Fișele cu date de proprietate vă spun ce poate face un polimer. Producția constantă vă spune ce va face luna viitoare. La Zhejiang Zhongli Synthetic Material Technology, liniile noastre de producție funcționează pe sisteme de control Yokogawa DCS cu pompe și instrumente de proveniență internațională, iar fiecare lot trece prin opt etape de inspecție între aportul de materie primă și eliberarea produselor finite. Stația noastră de lucru postdoctorală sprijină activitatea de proiectare moleculară din spatele gradelor SBS, SEBS, SEP(S) și de polimeri izopren hidrogenat pe care le producem și, de asemenea, încep de obicei modificările specifice clientului.

Alegerea unui elastomer termoplastic stirenic se reduce rareori la un singur număr. Se rezumă la potrivirea unei arhitecturi bloc cu temperatura, chimia și ruta de procesare pe care o va experimenta produsul dvs. Începeți cu blocul mijlociu, confirmați nivelul de hidrogenare, apoi reglați duritatea și claritatea prin amestecare. Dacă ne trimiteți detaliile aplicației dvs., echipa noastră tehnică este bucuroasă să vă parcurgă opțiunile și să vă sugereze o notă de testat.