Styrénový termoplastický elastomér: Vlastnosti, triedy a sprievodca výberom

Zoberte mäkkú rukoväť nástroja, odlepte zadnú stranu štítku citlivého na tlak alebo zatlačte palcom do podrážky bežeckej topánky a existuje veľká šanca, že sa dotknete styrénového termoplastického elastoméru. Tieto materiály sa v tichosti stali predvolenou odpoveďou všade tam, kde je potrebné, aby časť pôsobila ako guma, ale stále bola tvarovaná, extrudovaná alebo recyklovaná ako plast.

Ak špecifikujete po prvýkrát, alebo sa snažíte prísť na to, prečo sa existujúca formulácia stále odchyľuje od špecifikácie, pomenovanie môže byť mätúce. SBS, SEBS, SEPS, TPE-S, TPS: skratky sa prekrývajú a rôzni dodávatelia opisujú rovnakú chémiu rôznymi slovami. Krátka verzia je dostatočne jednoduchá. Styrénový termoplastický elastomér je blokový kopolymér vyrobený z tvrdých polystyrénových segmentov a mäkkého gumového stredného bloku. Nasleduje vysvetlenie, čo táto štruktúra znamená v praxi, ako sa líšia hlavné známky a ako zúžiť dlhý zoznam na dvoch alebo troch kandidátov, ktorí stoja za testovanie.

Čo definuje styrénový termoplastický elastomér

Slovo, na ktoré sa treba zamerať, je „blok“. Molekula styrénového TPE nie je náhodná zmes monomérov; je to reťaz zostavená v poradí, typicky polystyrén, potom gumený stredný segment a potom opäť polystyrén. Pri izbovej teplote sú polystyrénové koncové bloky pod teplotou skleného prechodu, takže sa zhlukujú do pevných domén. Tieto domény ukotvujú gumové stredné bloky a pôsobia ako fyzické priečne väzby, čo dáva materiálu jeho elastickú regeneráciu.

Zahrejte polymér nad bod mäknutia polystyrénových domén a tieto zosieťovania dočasne zmiznú. Materiál tečie, plní formu a potom pri ochladzovaní znovu formuje svoju doménovú štruktúru. Toto je zásadný rozdiel medzi styrénovým TPE a konvenčným termosetovým kaučukom: žiadny vulkanizačný krok, žiadny dlhý cyklus vytvrdzovania a výrobný odpad, ktorý sa zvyčajne dá prebrúsiť a znova použiť. To je tiež dôvod, prečo sa tieto polyméry niekedy nazývajú termoplastické kaučuky, termín, ktorý popisuje skôr správanie ako chémiu.

Tri hlavné rodiny styrénových blokových kopolymérov

Takmer každý styrénový TPE, s ktorým sa komerčne stretnete, patrí do jednej z troch rodín, ktoré sa vyznačujú tým, čo je v strede reťazca.

SBS: Styrén-butadién-styrén

SBS je originálny styrénový blokový kopolymér a stále je cenovo najefektívnejší. Ponúka vysokú pevnosť v ťahu, dobrú elasticitu a vynikajúcu znášanlivosť s bitúmenom a mnohými lepivými živicami, a preto dominuje vo formuláciách modifikácií asfaltu a tavných lepidiel. Jeho obmedzením je nenasýtený butadiénový stredný blok, ktorý je citlivý na ultrafialové svetlo, kyslík a dlhodobé vystavenie teplu. Pre vnútorné aplikácie, zmesi na obuv a lepidlá s krátkou životnosťou zostáva vynikajúcou hodnotou.

Styrén-butadiénový blokový kopolymér série Zhongli SBS Cenovo výhodný styrénový termoplastický elastomér na modifikáciu asfaltu, lepidiel, obuvi a polymérov s jednoduchým spracovaním a nízkoteplotným výkonom. Zobraziť produkt →

SEBS: hydrogenovaný styrén-butadién-styrén

Hydrogenácia butadiénového stredného bloku ho premieňa na nasýtený etylén-butylénový segment a táto jediná zmena pretvára profil vlastností. SEBS oveľa lepšie odoláva UV degradácii a tepelnému starnutiu, drží farbu a čistotu a absorbuje veľké množstvo parafínového oleja bez toho, aby bol mastný. Ľahko sa mieša aj s polypropylénom, čo z neho robí ťažného koňa na prelisovanie na dotyk, flexibilné hadičky, káblové zmesi a modifikáciu polymérov. Ak váš diel uvidí slnečné svetlo, sterilizáciu alebo dlhú životnosť, SEBS je zvyčajne východiskovým bodom.

Styrén-butadiénový blokový kopolymér série Zhongli, hydrogenovaný SEBS Hydrogenovaný termoplastický elastomér odvodený od SBS, ktorý ponúka odolnosť proti starnutiu, poveternostným vplyvom a nízkym teplotám pre TPE, obuv, fólie, medicínske produkty a modifikáciu plastov. Zobraziť produkt →

SEPS: Hydrogenovaný styrén-izoprén-styrén

Keď je stredným blokom izoprén a nie butadién, hydrogenáciou vzniká etylén-propylénový segment. SEPS prináša dve veci, ktorým sa ostatné rodiny nevyrovnajú: výnimočnú rozpustnosť v uhľovodíkovom oleji a veľmi vysoký stupeň transparentnosti v dobre formulovaných zlúčeninách. Táto kombinácia z neho robí materiál voľby pre olejové gély, zlepšovače indexu viskozity, kozmetické prísady a prísady pre osobnú hygienu a číre elastoméry, kde je zákal neprijateľný. Znáša aj vyššie prevádzkové teploty ako SBS.

Hydrogenovaný styrén-izoprénový blokový kopolymér Zhongli SEP(S). Transparentný blokový kopolymér rozpustný v oleji používaný ako modifikátor reológie pre gély na plnenie káblov, kozmetiku, zlepšovače indexu viskozity mazacieho oleja a želé vosk. Zobraziť produkt →

Vlastnosti, v ktorých môžete vytvoriť

Jednou z praktických atrakcií styrénových TPE je, aká veľká časť profilu vlastností môže byť vyladená počas miešania a nie fixovaná v reaktore. Najdôležitejších je niekoľko pák:

• Tvrdosť. Formulácie zahŕňajú približne 5 až 95 Shore A. Pridanie bieleho oleja zmäkčuje zlúčeninu; pridanie polypropylénu alebo polystyrénu zvyšuje tuhosť.
• Elasticita a set. Bloková architektúra a obsah styrénu určujú, ako dobre sa materiál vráti do tvaru po opakovanej deformácii.
• Tepelná stabilita. Hydrogenované stredné bloky odolávajú oxidácii a žltnutiu pri zvýšených teplotách, čo je dôležité pre interiéry automobilov a diely prichádzajúce do styku s potravinami.
• Jasnosť. Transparentné triedy závisia od zodpovedajúcich indexov lomu medzi polymérom, olejom a akýmikoľvek použitými prísadami.
• Reakcia na olej a rozpúšťadlo. SEPS sa rozpúšťa v uhľovodíkovom oleji; SEBS napučiava. Nesprávny výber je častým zdrojom zlyhaní v teréne.
• Priľnavosť. Lepivé živice a reaktívne vytláčanie možno použiť na vytvorenie lepivosti alebo na spojenie elastoméru s polárnymi substrátmi.

Ako sa tieto materiály spracovávajú

Styrénové TPE fungujú na štandardnom termoplastickom zariadení: vstrekovanie, extrúzia, vyfukovanie a dvojrazové prelisovanie na tuhé substráty, ako je polypropylén alebo ABS. Nevyžaduje sa žiadny vulkanizačný lis, časy cyklov sú krátke a formovači môžu nastaviť teplotu taveniny a strih, aby riadili orientáciu domény a povrchovú úpravu.

Zlučovanie je miesto, kde prebieha väčšina inžinierstva. Olejové predlžovanie zmäkčuje základný polymér, zmiešaním polypropylénu vzniká TPE so zlepšenou tepelnou odolnosťou a reaktívna extrúzia zavádza polárne alebo funkčné skupiny pre lepšiu priľnavosť. Pre tímy pracujúce na plastická úprava Tieto zložené triedy sú často rozdielom medzi krehkým dielom a dielom, ktorý prežije pádový test.

Kde sa používajú styrénové termoplastické elastoméry

Zoznam aplikácií je nezvyčajne široký pre jednu rodinu polymérov, čo je presne dôvod, prečo si výber triedy zaslúži starostlivosť:

• Lepidlá a tesniace materiály vrátane tavných a na tlak citlivých formulácií
• Úprava asfaltu a bitúmenu plus termoplastické zmesi na značenie ciest
• Modifikácia polymérov, najmä rázová húževnatosť polypropylénu
• Obuv, penové medzipodošvy a nástroje s mäkkým úchopom
• Lekárske hadičky, diely prichádzajúce do styku s potravinami a farmaceutické uzávery
• Výplňové zmesi pre optické vlákna a káble
• Kozmetické prísady a prísady osobnej starostlivosti vrátane olejových gélov a zahusťovadiel
• Spotrebný tovar mäkký na dotyk, odpruženie a novinky

Pretože tá istá základná chémia slúži toľkým segmentom, pomôže vám zistiť, ako sa stupne zoraďujú, než sa zaviažete k testovaniu. Užitočnou referenciou je tento prehľad porovnanie SBS, SEBS a SIS vedľa seba , ktorý mapuje každú štruktúru na aplikácie, kde funguje najlepšie.

Praktický kontrolný zoznam výberu

Keď nám zákazník pošle výkres dielu a servisný stav, zvyčajne riešime rovnakú postupnosť otázok. Je to dobrý zvyk, či už kupujete tonu alebo kamión.

1. Definujte tvrdosť a modul, ktorý diel skutočne potrebuje, a nie tvrdosť materiálu, ktorý ste použili naposledy.
2. Stanovte skutočný rozsah prevádzkových teplôt vrátane krátkodobých špičiek počas spracovania alebo sterilizácie.
3. Rozhodnite sa, či bude diel vystavený slnečnému žiareniu, ozónu alebo horúcemu vzduchu. Ak áno, zvoľte hydrogenovaný druh.
4. Skontrolujte chemické prostredie, najmä kontakt oleja a rozpúšťadla, pretože rozpustnosť medzi SEBS a SEPS sa výrazne líši.
5. Skontrolujte optické požiadavky. Ak záleží na jasnosti, bude fungovať rozpočtový čas na skúšky formulácií, a nie predpokladať akúkoľvek transparentnú známku.
6. Prispôsobte si spôsob spracovania, pretože vstrekovanie, extrúzia a prelisovanie preferujú iný tok taveniny.
7. Včas overte regulačné požiadavky vrátane požiadaviek týkajúcich sa kontaktu s potravinami, lekárskych predpisov a požiadaviek týkajúcich sa hračiek.

Za materiálom: Výroba a konzistencia

Údaje o vlastnostiach vám povedia, čo dokáže polymér. Dôsledná produkcia vám povie, čo bude robiť budúci mesiac. V Zhejiang Zhongli Synthetic Material Technology bežia naše výrobné linky na riadiacich systémoch Yokogawa DCS s čerpadlami a prístrojovým vybavením z medzinárodných zdrojov a každá šarža prechádza ôsmimi kontrolnými krokmi medzi príjmom surovín a uvoľnením hotového tovaru. Naša postdoktorandská pracovná stanica podporuje prácu na molekulárnom dizajne za nami vyrábanými druhmi SBS, SEBS, SEP(S) a hydrogenovaného izoprénového polyméru a zvyčajne sa tu začínajú úpravy špecifické pre zákazníka.

Voľba styrénového termoplastického elastoméru sa zriedka obmedzuje na jediné číslo. Ide o prispôsobenie blokovej architektúry teplote, chémii a spracovateľskej ceste, ktorú váš produkt skutočne zažije. Začnite stredným blokom, potvrďte úroveň hydrogenácie a potom dolaďte tvrdosť a čírosť pomocou zloženia. Ak nám pošlete podrobnosti o svojej prihláške, náš technický tím s vami rád prejde možnosti a navrhne známku na testovanie.