Матеріал TPE: властивості, типи, застосування та лиття під тиском

Матеріал TPE широко використовується, коли литій деталі потрібна гнучкість, зчеплення, амортизація, герметизація або м'яка поверхня без необхідності традиційної гумової обробки. Однак для виробів, отриманих методом лиття під тиском, вибір TPE – це лише перший крок. Твердість, деформація при стисканні, хімічний вплив, зчеплення з основою, температура та геометрія деталі можуть впливати на вибір придатного сорту.

У HingTung вибір TPE розглядається разом з конструкцією деталі, оснащенням, вимогами до лиття під тиском та умовами виробництва, а не просто вибирається смола через її м'якість на дотик.

Що таке матеріал TPE?

Що таке матеріал TPE ? TPE розшифровується як термопластичний еластомер , сімейство матеріалів, що поєднує гумоподібну еластичність із плавкою термопластів. Ось чому TPE також зазвичай називають термопластичною гумою , хоча це не те саме, що звичайна вулканізована гума.

На відміну від постійно зшитого термореактивного каучуку, більшість ТПЕ містять твердіші термопластичні ділянки та м'якші еластомерні ділянки. Їх баланс впливає на твердість, міцність, гнучкість, еластичне відновлення та термостійкість. При нагріванні матеріал розм'якшується настільки, що протікає через обладнання для обробки термопластиків, а потім після охолодження відновлює свої еластомерні властивості.

Таким чином, ТПЕ не є однією фіксованою смолою. Кращий процес вибору матеріалу для лиття під тиском повинен оцінювати точний сорт та роботу, яку має виконувати лита деталь.

Властивості матеріалу TPE

Не існує єдиного набору властивостей матеріалу TPE , який би застосовувався до кожного сорту. TPE-S , TPU , TPV , TPO , TPE-E та TPE-A можуть поводитися дуже по-різному, хоча всі вони належать до ширшого сімейства TPE.

Деякі опубліковані порівняння сімейств ТПЕ показують питому вагу приблизно від 0.89 до 1.3 , тоді як твердість може сягати від дуже м'яких сполук за Шором А до діапазону Шора D. Цей широкий діапазон пояснює, чому ТПЕ можна використовувати як для м'яких ручок, так і для відносно твердих гнучких компонентів.

Дуже м’які або ультрам’які термопластичні еластомери можуть відчуватися майже як гель, тоді як твердіші марки можуть поводитися набагато більше як напівжорсткі гнучкі пластмаси. Однак сама по собі твердість не визначає довговічність. Герметизуючий матеріал з твердістю 60 по Шору А та матеріал для захоплення з твердістю 60 по Шору А все ще можуть значно відрізнятися за деформацією на стиск, хімічною стійкістю та властивостями склеювання.

Поширені типи ТПЕ

Термін ТПЕ охоплює кілька сімейств матеріалів. Розуміння сімейства допомагає звузити пошук матеріалів перед оцінкою конкретного комерційного сорту.

Таким чином, ТПУ є різновидом ТПЕ, а не зовсім не пов'язаним матеріалом. Коли стійкість до стирання та механічна довговічність особливо важливі, наш посібник з лиття під тиском ТПУ детальніше пояснює його технологічні характеристики.

Переваги та обмеження матеріалу TPE

Одна з причин широкого використання ТПЕ-пластику полягає в тому, що він може забезпечити гумоподібну функціональність, залишаючись сумісним з методами виробництва термопластиків. Лиття під тиском може виготовляти складні м'які деталі у великих обсягах без етапу вулканізації, необхідного для багатьох традиційних гум.

Типові переваги включають м'які на дотик поверхні, можливість забарвлення, гнучкий вибір твердості, гасіння вібрації, можливість формування під тиском та можливість переробки придатних виробничих відходів. Однак можливість переробки термопластику не означає, що кожен готовий виріб з ТПЕ автоматично придатний для переробки, особливо коли він склеєний з іншим пластиком.

ТПЕ також має обмеження:

• Термостійкість суттєво варіюється між родинами та сортами.
• Деякі марки мають відносно високу остаточну деформацію при стисканні при тривалому навантаженні.
• Не можна припускати стійкість до олій та хімічних речовин лише з назви TPE.
• Дуже м’які деталі можуть розтягуватися або деформуватися під час викидання.
• ТПЕ не автоматично склеюється з АБС, ПК, ПА, ПП або іншими матеріалами.
• Добавки, історія обробки та рецептура можуть впливати на запах, відчуття поверхні та міграцію.

Ці відмінності пояснюють, чому паспорти матеріалів та випробування на практиці є кориснішими, ніж розглядати «ТПЕ» як одну стандартизовану смолу.

TPE проти силікону

TPE та силікон – поширене порівняння, оскільки обидва матеріали можуть виготовляти м’які, гнучкі деталі. Їхні особливості обробки принципово відрізняються.

ТПЕ часто розглядається для ручок, гнучких корпусів, ущільнень та литих поверхонь, де термопластична обробка є перевагою. Силікон стає більш привабливим, коли потрібна стійкість до високих температур або специфічні для застосування властивості силікону.

Ця відмінність є частиною ширшого рішення щодо термопластичного та термореактивного матеріалу.

Приклади та застосування матеріалів TPE

Приклади поширених матеріалів TPE легше зрозуміти, коли матеріал пов'язаний з фактичною функцією деталі. Різні застосування надають пріоритет дуже різним властивостям.

М'яка рукоятка електроінструмента може пріоритезувати твердість за Шором, тертя, текстуру та склеювання. Ущільнювальна кромка натомість значною мірою залежить від остаточної деформації стиснення та пружного відновлення. Для зняття натягу троса потрібні характеристики багаторазового згинання та стійкість до розриву.

Типові програми включають:

• м'які ручки та протиковзке покриття;
• прокладки, ущільнювальні кромки та гнучкі заглушки;
• кабельні оболонки та зняття натягу;
• захисні ковпачки та гнучкі кришки;
• віброгасильні накладки та ніжки;
• кнопки та гнучкі клавіатури;
• компоненти салону автомобіля та ущільнювачі;
• литі споживчі та промислові корпуси.

Для деталей, що облицьовуються, адгезію слід оцінити перед обробкою. Різні склади ТПЕ призначені для склеювання з різними жорсткими основами. Конструкція облицьовування ТПЕ також повинна враховувати механічні блокування, обгортання країв, товщину матеріалу, довжину потоку та положення затвора.

Як вибрати правильний сорт TPE

Найкращий сорт ТПЕ слід вибирати, виходячи з вимог кінцевого використання. Наприклад, якщо вказати лише «ТПЕ 60А», багато критичних інженерних змінних залишаються невизначеними.

Перш ніж затвердити оцінку, перегляньте:

1. Твердість і відчуття: Яка твердість по Шору та коефіцієнт тертя поверхні потрібні для виробу?
2. Ступінь стиснення: Чи залишатиметься матеріал стиснутим протягом тривалого часу?
3. Навколишнє середовище: З якими температурами, впливом ультрафіолетового випромінювання, оліями, засобами для чищення чи хімікатами він зіткнеться?
4. Механічне навантаження: Чи потрібна висока стійкість до розриву, стирання або втоми?
5. Склеювання: Він відлитий окремо чи скріплений з PP, ABS, PC, PA чи іншою підкладкою?
6. Відповідність: Чи вимагає заявка документації щодо контакту з харчовими продуктами, контакту зі шкірою або іншої спеціальної документації?
7. Виробництво: Чи може сплав заповнити геометрію, надійно від'єднатися та підтримувати розмірну стабільність?

Ціна на матеріал TPE також залежить від групи полімерів, твердості, добавок, нормативних вимог та спеціальних складів склеювання. Тому для виробничих деталей ціну смоли слід враховувати разом із часом циклу, браком, вторинним складанням та очікуваним терміном служби.

Лиття під тиском та переливання під тиском TPE

Обробка ТПЕ методом лиття під тиском використовує ту саму широку послідовність розплавлення-заповнення-охолодження-викидання, що й інші термопласти, але м'які матеріали можуть бути більш чутливими до вологи, температурної історії, вентиляції, охолодження та викидання.

Загальні температури обробки не слід застосовувати до кожного сімейства ТПЕ. Опубліковані комерційні марки можуть відрізнятися на десятки градусів Цельсія за рекомендованими умовами бочки та форми, тому початкове вікно процесу має бути визначено в технічному паспорті постачальника.

Для лиття під тиском стабільного термопластичного еластомеру HingTung зазвичай оцінює:

• сушіння та контроль вологості для кожного сорту;
• температура розплаву та форми;
• швидкість і тиск упорскування;
• розташування воріт та вентиляції;
• охолодження та викидання м’яких деталей;
• температура та чистота основи для нанесення покриття.

У випадку з двоматеріальними компонентами успішний зразок також не підтверджує довготривалу адгезію. Навантаження відшаровування, багаторазове згинання, теплове старіння, хімічні речовини та реальні умови складання можуть виявити слабкі місця, які не видно одразу після формування.

Чи безпечний чи токсичний матеріал TPE?

Не можна відповісти на питання про безпеку матеріалу TPE , виходячи лише з назви матеріалу. Склад TPE містить різні полімери, добавки, барвники, наповнювачі та допоміжні речовини для обробки, і їхня придатність залежить від передбачуваного контакту та нормативних вимог.

Тому для споживчого захоплення, компонента, що контактує з харчовими продуктами, продукту, що контактує зі шкірою, та застосування в охороні здоров'я можуть знадобитися дуже різні класи та документація. «ТПЕ» не слід автоматично тлумачити як безпечний для харчових продуктів, безпечний для медичних цілей або придатний для тривалого контакту зі шкірою.

Для застосувань зі специфічними вимогами безпеки, перед затвердженням матеріалу, підтвердьте точний комерційний клас, декларації постачальника, відповідні звіти про випробування, барвники та засоби контролю виробництва.

Найчастіші запитання щодо матеріалу TPE

Чи є матеріал TPE водонепроникним?

Багато марок ТПЕ мають добру водостійкість і використовуються в ущільненнях, прокладках, кришках та захисних деталях. Однак водостійкий матеріал не робить зібраний виріб автоматично водонепроникним. Геометрія з'єднання, стиснення, поверхні сполучення та конструкція ущільнення також визначають характеристики захисту від протікання.

Чи має ТПЕ температуру плавлення?

Не існує єдиної універсальної точки плавлення ТПЕ . ТПЕ – це сімейство матеріалів, і різні полімерні системи розм'якшуються, плавляться та обробляються за різних температур. Використовуйте дані обробки та термічної обробки для конкретного сорту, а не загальну температуру ТПЕ.

Чи можна переробляти ТПЕ?

Багато термопластичних термопластичних матеріалів можна повторно нагрівати та переробляти. Тому виробничі відходи можуть бути повторно використані у відповідних сферах застосування. Переробка готових виробів ускладнюється, коли ТПЕ містить добавки або постійно зв'язаний з іншим матеріалом.

TPE гума чи пластик?

ТПЕ поєднує в собі характеристики обох. Він поводиться еластично, як гума, в процесі експлуатації, але обробляється термопластичними методами. Саме тому терміни «ТПЕ гума», «ТПЕ пластик» та «термопластична гума» іноді використовуються для опису однієї й тієї ж ширшої категорії матеріалів.

Висновок

Правильний матеріал TPE визначається не лише м'якістю. Твердість, остаточна деформація при стисканні, температура, хімічні речовини, знос, зв'язування, геометрія, податливість та поведінка при формуванні - все це слід враховувати, перш ніж марку буде допущено до використання для оснащення.

Для виготовлення нестандартних деталей з ТПЕ або м'яко-твердих компонентів, HingTung може перевірити креслення, матеріал основи, функціональні вимоги, підхід до оснащення та умови виробництва перед розробкою форми. Ранній огляд матеріалів та DFM допомагає уникнути виявлення проблем зі склеюванням, деформацією або експлуатаційними характеристиками після того, як оснащення вже виготовлене.