Stirenski termoplastični elastomer: svojstva, stupnjevi i vodič za odabir

Podignite dršku alata s mekim držanjem, odlijepite podlogu s naljepnice osjetljive na pritisak ili pritisnite palac u potplat tenisice i velika je vjerojatnost da dodirujete stirenski termoplastični elastomer. Ovi materijali tiho su postali zadani odgovor gdje god dio treba biti gumen, ali se još uvijek oblikuje, ekstrudira ili reciklira poput plastike.

Ako ga navodite prvi put ili pokušavate shvatiti zašto postojeća formulacija stalno odstupa od specifikacije, imenovanje može biti zbunjujuće. SBS, SEBS, SEPS, TPE-S, TPS: kratice se preklapaju, a različiti dobavljači opisuju istu kemiju različitim riječima. Kratka verzija je dovoljno jednostavna. Stirenski termoplastični elastomer je blok kopolimer izgrađen od tvrdih polistirenskih segmenata i mekog gumenog srednjeg bloka. Ono što slijedi objašnjava što ta struktura znači u praksi, kako se razlikuju glavne ocjene i kako suziti dugačak popis na dva ili tri kandidata vrijedna testiranja.

Što definira stirenski termoplastični elastomer

Riječ na koju se treba usredotočiti je "blok". Molekula stirenskog TPE nije nasumična mješavina monomera; to je lanac sastavljen u nizu, obično polistiren, zatim gumeni srednji segment, pa opet polistiren. Na sobnoj temperaturi krajnji blokovi polistirena su ispod svoje temperature staklastog prijelaza, pa se skupljaju u krute domene. Te domene učvršćuju gumene središnje blokove i djeluju kao fizičke poprečne veze, što je ono što materijalu daje elastični oporavak.

Zagrijte polimer iznad točke omekšavanja polistirenskih domena i te poprečne veze privremeno nestaju. Materijal teče, ispunjava kalup, a zatim hlađenjem ponovno oblikuje svoju domensku strukturu. Ovo je bitna razlika između stirenskog TPE-a i konvencionalne duroplastične gume: nema koraka vulkanizacije, nema dugog ciklusa stvrdnjavanja i proizvodni otpad koji se obično može ponovno samljeti i ponovno upotrijebiti. To je i razlog zašto se ti polimeri ponekad nazivaju termoplastične gume, izraz koji opisuje ponašanje, a ne kemiju.

Tri glavne obitelji stirenskih blok kopolimera

Gotovo svaki stirenski TPE koji ćete sresti u prodaji pripada jednoj od tri obitelji, koje se razlikuju po tome što se nalazi u sredini lanca.

SBS: stiren-butadien-stiren

SBS je izvorni blok kopolimer stirena i još uvijek najisplativiji. Nudi visoku vlačnu čvrstoću, dobar elastični oporavak i izvrsnu kompatibilnost s bitumenom i mnogim smolama za povećanje ljepljivosti, zbog čega dominira u modifikacijama asfalta i formulacijama ljepila koja se tope. Njegovo ograničenje je središnji blok nezasićenog butadiena, koji je osjetljiv na ultraljubičasto svjetlo, kisik i dugotrajno izlaganje toplini. Za unutarnje primjene, smjese za obuću i kratkotrajna ljepila ostaje izvanredna vrijednost.

Zhongli SBS serija stiren-butadien blok kopolimer Isplativi stirenski termoplastični elastomer za modificiranje asfalta, ljepila, obuće i modificiranje polimera, s jednostavnom preradom i performansama na niskim temperaturama. Pogledajte proizvod →

SEBS: hidrogenirani stiren-butadien-stiren

Hidrogeniranje srednjeg bloka butadiena pretvara ga u zasićeni segment etilen-butilena, a ta jedina promjena preoblikuje profil svojstava. SEBS se daleko bolje odupire UV degradaciji i toplinskom starenju, zadržava boju i bistrinu te upija velike količine parafinskog ulja bez da se masti. Također se lako stapa s polipropilenom, što ga čini radnim konjem za mekano prelijevanje, fleksibilne cijevi, spojeve za kabele i modificiranje polimera. Ako će vaš dio biti izložen sunčevoj svjetlosti, sterilizaciji ili dugom vijeku trajanja, SEBS je obično početna točka.

Zhongli hidrogenirani SEBS blok kopolimer stiren-butadien serije Termoplastični elastomer dobiven iz hidrogeniranog SBS-a koji nudi otpornost na starenje, vremenske uvjete i niske temperature za TPE, obuću, filmove, medicinske proizvode i modificiranje plastike. Pogledajte proizvod →

SEPS: hidrogenirani stiren-izopren-stiren

Kada je središnji blok izopren, a ne butadien, hidrogenacijom se proizvodi etilen-propilenski segment. SEPS donosi dvije stvari koje druge obitelji nemaju: izuzetnu topljivost u ugljikovodičnom ulju i vrlo visok stupanj prozirnosti u dobro formuliranim spojevima. Ta ga kombinacija čini materijalom izbora za uljne gelove, poboljšivače indeksa viskoznosti, sastojke za kozmetiku i osobnu njegu te prozirne elastomere gdje je zamućivanje neprihvatljivo. Također podnosi više radne temperature od SBS-a.

Zhongli SEP(S) hidrogenirani stiren-izopren blok kopolimer Prozirni blok kopolimer topiv u ulju koji se koristi kao modifikator reologije za gelove za punjenje kabela, kozmetiku, poboljšivače indeksa viskoznosti ulja za podmazivanje i žele vosak. Pogledajte proizvod →

Svojstva koja možete projektirati

Jedna od praktičnih zanimljivosti stirenskih TPE-a je koliko se profil svojstava može podesiti tijekom miješanja umjesto da se fiksira u reaktoru. Nekoliko poluga je najvažnije:

• Tvrdoća. Formulacije se kreću otprilike od 5 do 95 Shore A. Dodavanje bijelog ulja omekšava spoj; dodavanje polipropilena ili polistirena povećava krutost.
• Elastičnost i set. Blokasta arhitektura i sadržaj stirena određuju koliko se dobro materijal vraća u oblik nakon opetovane deformacije.
• Toplinska stabilnost. Hidrogenizirani srednji blokovi otporni su na oksidaciju i žućenje na povišenim temperaturama, što je važno za unutrašnjost automobila i dijelove koji dolaze u dodir s hranom.
• Jasnoća. Ocjene prozirnosti ovise o odgovarajućim indeksima loma između polimera, ulja i svih korištenih aditiva.
• Odziv ulja i otapala. SEPS se otapa u ugljikovodičnom ulju; SEBS nabrekne. Odabir krivog čest je izvor kvarova na terenu.
• Prianjanje. Smole za povećanje ljepljivosti i reaktivna ekstruzija mogu se koristiti za stvaranje ljepljivosti ili za spajanje elastomera na polarne podloge.

Kako se ti materijali obrađuju

Stirenski TPE rade na standardnoj termoplastičnoj opremi: injekcijsko prešanje, ekstruzija, puhanje i dvostruko prelijevanje na krute podloge kao što su polipropilen ili ABS. Nije potrebna preša za vulkanizaciju, vremena ciklusa su kratka, a kalupari mogu birati temperaturu taline i smicanje kako bi kontrolirali orijentaciju domene i završnu obradu površine.

Kompaundiranje je mjesto gdje se većina inženjeringa događa. Uljni nastavak omekšava osnovni polimer, miješanje polipropilena stvara TPE s poboljšanom otpornošću na toplinu, a reaktivna ekstruzija uvodi polarne ili funkcionalne skupine za bolje prianjanje. Za timove koji rade na plastična modifikacija , ove složene ocjene često su razlika između lomljivog dijela i onog koji preživi test pada.

Gdje se koriste stirenski termoplastični elastomeri

Popis primjena neobično je širok za jednu obitelj polimera, što je upravo razlog zašto odabir razreda zaslužuje pažnju:

• Ljepila i brtvila, uključujući formulacije koje se tope i osjetljive na pritisak
• Modifikacija asfalta i bitumena, plus termoplastične smjese za označavanje cesta
• Modifikacija polimera, posebno očvršćavanje polipropilena na udar
• Obuća, međupotplati od pjene i alati s mekim prihvatom
• Medicinske cijevi, dijelovi koji dolaze u dodir s hranom i farmaceutski zatvarači
• Spojevi za punjenje optičkih vlakana i kabela
• Sastojci za kozmetiku i osobnu njegu, uključujući uljne gelove i zgušnjivače
• Potrošačka roba mekana na dodir, jastučići i noviteti

Budući da ista osnovna kemija služi toliko mnogo segmenata, pomaže vidjeti kako se ocjene slažu prije nego što se posvetite probi. Korisna referenca je ovaj pregled uspoređujući SBS, SEBS i SIS jedan pored drugog , koji preslikava svaku strukturu u aplikacije u kojima ima najbolju izvedbu.

Popis za praktičan odabir

Kada nam kupac pošalje nacrt dijela i stanje usluge, obično prolazimo kroz isti niz pitanja. To je dobra navika bez obzira kupujete li tonu ili kamion.

1. Definirajte tvrdoću i modul koji dio zapravo treba, a ne tvrdoću materijala koji ste posljednji koristili.
2. Odredite stvarni raspon radne temperature, uključujući kratkotrajne vršne vrijednosti tijekom obrade ili sterilizacije.
3. Odlučite hoće li dio biti izložen sunčevoj svjetlosti, ozonu ili vrućem zraku. Ako da, odaberite hidrogenirani stupanj.
4. Potvrdite kemijsko okruženje, posebno kontakt ulja i otapala, budući da se topljivost oštro razlikuje između SEBS i SEPS.
5. Provjerite optičke zahtjeve. Ako je jasnoća važna, predvidite vrijeme za probe formulacije radije nego da pretpostavite da će bilo kakva transparentna ocjena funkcionirati.
6. Uskladite put prerade jer injekcijsko prešanje, ekstruzija i prelijevanje preferiraju drugačiji tok taline.
7. Rano provjerite regulatorne zahtjeve, uključujući zahtjeve za kontakt s hranom, medicinske zahtjeve i zahtjeve vezane uz igračke.

Iza materijala: proizvodnja i dosljednost

Liste s podacima o svojstvima govore vam što polimer može učiniti. Konzistentna proizvodnja govori vam što će učiniti sljedeći mjesec. U Zhejiang Zhongli Synthetic Material Technology, naše proizvodne linije rade na Yokogawa DCS kontrolnim sustavima s međunarodnim nabavljenim pumpama i instrumentima, a svaka serija prolazi kroz osam koraka inspekcije između unosa sirovina i puštanja gotovih proizvoda. Naša postdoktorska radna stanica podržava rad na molekularnom dizajnu koji stoji iza SBS, SEBS, SEP(S) i hidrogeniranih izopren polimera koje proizvodimo, a to je i mjesto gdje obično počinju preinake specifične za kupca.

Odabir stirenskog termoplastičnog elastomera rijetko se svodi na jedan broj. Sve se svodi na usklađivanje blok arhitekture s temperaturom, kemijom i načinom obrade koji će vaš proizvod stvarno doživjeti. Započnite sa srednjim blokom, potvrdite razinu hidrogenacije, zatim podesite tvrdoću i bistrinu kroz miješanje. Ako nam pošaljete podatke o svojoj prijavi, naš tehnički tim rado će s vama proći kroz opcije i predložiti ocjenu za testiranje.