Material TPE: Proprietăți, Tipuri, Aplicații și Turnare prin Injecție

Materialul TPE este utilizat pe scară largă atunci când o piesă turnată are nevoie de flexibilitate, aderență, amortizare, etanșare sau o suprafață moale la atingere, fără a necesita prelucrarea convențională a cauciucului. Cu toate acestea, pentru produsele turnate prin injecție, alegerea TPE este doar primul pas. Duritatea, deformarea prin compresie, expunerea chimică, legarea substratului, temperatura și geometria piesei pot schimba gradul potrivit.

La HingTung , selecția TPE este analizată împreună cu designul piesei, sculele, cerințele de supraturnare și condițiile de producție, în loc să se aleagă pur și simplu o rășină doar pentru că este moale la atingere.

Ce este materialul TPE?

Ce este materialul TPE ? TPE este prescurtarea de la elastomer termoplastic , o familie de materiale care combină elasticitatea asemănătoare cauciucului cu procesabilitatea la topire a termoplasticelor. Acesta este motivul pentru care TPE este descris în mod obișnuit și ca cauciuc termoplastic , deși nu este același lucru cu cauciucul vulcanizat convențional.

Spre deosebire de cauciucul termorezistent reticulat permanent, majoritatea TPE-urilor conțin regiuni termoplastice mai dure și regiuni elastomerice mai moi. Echilibrul acestora afectează duritatea, rezistența, flexibilitatea, recuperarea elastică și rezistența la temperatură. Când este încălzit, materialul se înmoaie suficient pentru a curge prin echipamentul de procesare termoplastică și apoi își recapătă comportamentul elastomeric după răcire.

Prin urmare, TPE nu este o rășină fixă. Un proces mai bun de selecție a materialelor de turnare prin injecție ar trebui să evalueze gradul exact și sarcina pe care trebuie să o îndeplinească piesa turnată.

Proprietățile materialului TPE

Nu există un set unic de proprietăți ale materialelor TPE care să se aplice fiecărei clase. TPE-S , TPU , TPV , TPO , TPE-E și TPE-A se pot comporta foarte diferit, chiar dacă toate aparțin familiei mai largi de TPE.

Unele comparații publicate între familiile de TPE arată o greutate specifică cuprinsă între aproximativ 0.89 și 1.3 , în timp ce duritatea se poate extinde de la compuși Shore A foarte moi până la Shore D. Această gamă largă explică de ce TPE poate fi utilizat atât pentru mânere moi, cât și pentru componente flexibile relativ ferme.

Elastomerii termoplastici foarte moi sau ultramoi pot avea o senzație aproape gelatinoasă, în timp ce clasele mai dure se pot comporta mult mai mult ca materialele plastice semirigide flexibile. Duritatea în sine, însă, nu prezice durabilitatea. Un material de etanșare de 60 Shore A și un material de aderență de 60 Shore A pot diferi considerabil în ceea ce privește deformarea la compresiune, rezistența chimică și comportamentul de lipire.

Tipuri comune de TPE

Termenul TPE acoperă mai multe familii de materiale. Înțelegerea familiei ajută la restrângerea căutării de materiale înainte de evaluarea unui anumit grad comercial.

Prin urmare, TPU este un tip de TPE, mai degrabă decât un material complet diferit. Atunci când rezistența la abraziune și durabilitatea mecanică sunt deosebit de importante, ghidul nostru de turnare prin injecție TPU explică comportamentul său la procesare mai detaliat.

Avantajele și limitele materialului TPE

Unul dintre motivele pentru care plasticul TPE este utilizat pe scară largă este acela că poate oferi o funcționalitate asemănătoare cauciucului, rămânând în același timp compatibil cu metodele de producție termoplastice. Turnarea prin injecție poate produce piese moi complexe la volum mare, fără etapa de vulcanizare necesară multor cauciucuri convenționale.

Avantajele tipice includ suprafețe moi la atingere, colorabilitate, selecție flexibilă a durității, amortizarea vibrațiilor, potențialul de supraturnare și posibilitatea de a reprocesa deșeuri de producție adecvate. Reprocesabilitatea termoplasticului, însă, nu înseamnă că fiecare produs finit TPE este reciclabil automat, în special atunci când este lipit de un alt plastic.

TPE are și limitări:

• Rezistența la căldură variază substanțial între familii și clase.
• Unele clase au o deformare la compresie relativ ridicată sub încărcări pe termen lung.
• Rezistența la ulei și substanțe chimice nu poate fi presupusă doar din denumirea TPE.
• Părțile foarte moi se pot întinde sau deforma în timpul ejectării.
• TPE nu se lipește automat de ABS, PC, PA, PP sau alte substraturi.
• Aditivii, istoricul procesării și formula pot afecta mirosul, senzația la suprafață și migrarea.

Aceste diferențe sunt motivul pentru care fișele tehnice ale materialelor și testele de aplicare sunt mai utile decât tratarea „TPE” ca o singură rășină standardizată.

TPE vs silicon

TPE vs. silicon este o comparație comună, deoarece ambele pot produce piese moi și flexibile. Comportamentul lor de procesare este fundamental diferit.

TPE este adesea luat în considerare pentru mânere, carcase flexibile, etanșări și suprafețe supraturnate unde prelucrarea termoplastică este avantajoasă. Siliconul devine mai atractiv atunci când este necesară rezistența la temperaturi ridicate sau proprietățile siliconului specifice aplicației.

Această distincție face parte din decizia mai amplă privind materialele termoplastice versus cele termorezistente.

Exemple și aplicații de materiale TPE

Exemplele comune de materiale TPE sunt mai ușor de înțeles atunci când materialul este conectat la funcția reală a piesei. Aplicații diferite acordă prioritate proprietăților foarte diferite.

O priză moale, specifică sculelor electrice, poate prioritiza duritatea Shore, frecarea, textura și îmbinarea. O buză de etanșare depinde, în schimb, în ​​mare măsură de deformarea prin compresie și de recuperarea elastică. O metodă de detensionare a cablurilor necesită performanță la flexie repetată și rezistență la rupere.

Aplicațiile tipice includ:

• mânere moi la atingere și antiderapante;
• garnituri, buze de etanșare și închideri flexibile;
• manșoane pentru cabluri și dispozitive de descărcare a tensiunii;
• capace de protecție și huse flexibile;
• tampoane și picioare de amortizare a vibrațiilor;
• butoane și tastaturi flexibile;
• componente de etanșare și interior auto;
• carcase supraturnate pentru consumatori și industrie.

Pentru piesele supraturnate, aderența trebuie evaluată înainte de prelucrare. Diferite formulări TPE sunt concepute pentru a se lipi de diferite substraturi rigide. Designul supraturnării TPE ar trebui să ia în considerare și blocările mecanice, înfășurarea marginilor, grosimea materialului, lungimea de curgere și poziția porții.

Cum să alegi gradul potrivit de TPE

Cel mai bun grad de TPE ar trebui selectat începând cu cerințele utilizării finale. Specificarea doar a „TPE 60A”, de exemplu, lasă multe variabile inginerești critice nedefinite.

Înainte de a aproba o notă, verificați:

1. Duritate și senzație tactilă: Ce duritate Shore și frecare superficială necesită produsul?
2. Comprimare: Va rămâne materialul comprimat perioade lungi de timp?
3. Mediu inconjurator: Ce temperaturi, expunere la UV, uleiuri, produse de curățare sau substanțe chimice va întâlni?
4. Incarcare mecanica: Are nevoie de rezistență ridicată la rupere, abraziune sau oboseală?
5. Legătura: Este turnat simplu sau lipit pe PP, ABS, PC, PA sau alt substrat?
6. Conformitate: Cererea necesită documentație privind contactul cu alimentele, contactul cu pielea sau altă documentație specifică?
7. De fabricație: Poate clasa să umple geometria, să elibereze în mod fiabil și să mențină consistența dimensională?

Prețul materialului TPE variază, de asemenea, în funcție de familia de polimeri, duritate, aditivi, cerințe de reglementare și formulări speciale de lipire. Prin urmare, pentru piesele de producție, prețul rășinii ar trebui luat în considerare împreună cu timpul de ciclu, rebuturile, asamblarea secundară și durata de viață estimată.

Turnare prin injecție și supraturnare TPE

Prelucrarea TPE prin turnare prin injecție utilizează aceeași secvență largă topire-umplere-răcire-ejectare ca alte termoplastice, dar materialele moi pot fi mai sensibile la umiditate, istoricul temperaturii, ventilație, răcire și ejectare.

Temperaturile generice de procesare nu ar trebui aplicate fiecărei familii de TPE. Clasele comerciale publicate pot diferi cu zeci de grade Celsius în condițiile recomandate pentru cilindru și matriță, așadar fișa tehnică a furnizorului ar trebui să definească fereastra inițială de procesare.

Pentru turnarea prin injecție a elastomerilor termoplastici stabili , HingTung evaluează de obicei:

• uscare și control al umidității specifice gradului;
• temperatura de topire și de matriță;
• viteza și presiunea injecției;
• amplasarea și ventilația porții;
• răcire și ejecție a pieselor moi;
• temperatura și curățenia substratului pentru supraturnare.

În cazul componentelor din două materiale, o mostră reușită nu dovedește nici aderență pe termen lung. Încărcarea prin exfoliere, flexarea repetată, îmbătrânirea termică, substanțele chimice și condițiile reale de asamblare pot expune puncte slabe care nu sunt vizibile imediat după turnare.

Este materialul TPE sigur sau toxic?

Siguranța materialului TPE nu poate fi determinată doar pe baza denumirii familiei de materiale. Formulele TPE conțin diferiți polimeri, aditivi, coloranți, materiale de umplutură și adjuvanți de procesare, iar adecvarea lor depinde de contactul preconizat și de cerințele de reglementare.

Prin urmare, un mâner pentru consumatori, o componentă pentru contactul cu alimentele, un produs pentru contactul cu pielea și o aplicație medicală pot necesita grade și documentație foarte diferite. „TPE” nu ar trebui interpretat automat ca fiind sigur pentru alimente, sigur pentru uz medical sau potrivit pentru contact prelungit cu pielea.

Pentru aplicații cu cerințe specifice de siguranță, confirmați gradul comercial exact, declarațiile furnizorului, rapoartele de testare aplicabile, coloranții și controalele de producție înainte de aprobarea materialului.

Întrebări frecvente despre materialul TPE

Materialul TPE este impermeabil?

Multe clase de TPE au o bună rezistență la apă și sunt utilizate în etanșări, garnituri, capace și piese de protecție. Cu toate acestea, un material rezistent la apă nu face automat produsul asamblat impermeabil. Geometria îmbinării, compresia, suprafețele de îmbinare și designul etanșării determină, de asemenea, performanța de scurgere.

Are TPE un punct de topire?

Nu există un punct de topire universal unic pentru TPE . TPE este o familie de materiale, iar diferite sisteme polimerice se înmoaie, se topesc și se procesează la temperaturi diferite. Folosiți datele de procesare și termice pentru gradul specific, mai degrabă decât o temperatură generică pentru TPE.

Poate fi reciclat TPE-ul?

Multe TPE-uri pot fi reîncălzite și reprocesate deoarece sunt termoplastice. Prin urmare, deșeurile de fabricație pot fi reutilizabile în aplicații adecvate. Reciclabilitatea pieselor finite este mai complicată atunci când TPE-ul conține aditivi sau este lipit permanent de un alt material.

TPE este cauciuc sau plastic?

TPE combină caracteristicile ambelor. Se comportă elastic ca și cauciucul în utilizare, dar este procesat folosind metode termoplastice. Acesta este motivul pentru care termenii cauciuc TPE, plastic TPE și cauciuc termoplastic sunt uneori folosiți pentru a descrie aceeași categorie mai largă de materiale.

Concluzie

Materialul TPE potrivit este determinat de mai mult decât moliciunea. Duritatea, deformarea prin compresie, temperatura, substanțele chimice, uzura, lipirea, geometria, flexibilitatea și comportamentul la turnare ar trebui luate în considerare înainte de lansarea unei calități pentru prelucrare.

Pentru piesele TPE personalizate sau componentele supraturnate moi-dure, HingTung poate revizui desenul, materialul substratului, cerințele funcționale, abordarea sculelor și condițiile de producție înainte de dezvoltarea matriței. Revizuirea timpurie a materialelor și a DFM ajută la evitarea descoperirii problemelor de lipire, deformare sau performanță după ce sculele au fost deja construite.