TPR TPU

TPR أو المطاط المرن الحراري هو عادة كوبوليمر يدمج خصائص المطاط البوليسترين (PS) ومطاط البوتادين (الصناعي). تم تطوير هذه المادة لتوفير الكثير من فائدة الممتلكات من المطاط الاصطناعي مع السماح للمعالجة (وإعادة المعالجة) في عملية صب الحقن الأكثر دقة ويمكن التحكم فيها. يوفر TPR مرونة التعب المتميزة ، والاستقرار الكيميائي ، وقوة التأثير ، وإعادة التدوير المعتدل ، مع المعالجة الصحيحة.

TPU أو البولي يوريثان الحراري هو تصنيف واسع من البوليمرات البولي يوريثان التي تشترك في خصائص مثل: المرونة ، والشفافية ، وارتداء المرونة ، ومقاومة عالية للغاية للزيوت. المواد هي لدن بالحرارة ، مع مجموعة من درجات السلوك المرن. يتم اشتقاق قوتها العالية والمرونة من بنية سلسلة البوليمر التي تتكون من مقاطع صلبة وناعمة بالتناوب.

ستقابل هذه المقالة TPR مقابل TPU ، وتطبيقاتها ، واستخداماتها ، والخصائص الفيزيائية ، والمواد البديلة.

ما هو TPR؟
يتكون TPR (المطاط بالحرارة) عادة من مزج بنسبة 23 ٪ PS و 77 ٪ من البوتادين. يتم تحضيره بواسطة بلمرة مستحلب من البوليمرات المكونة. تقوم هذه العملية بتصنيع مادة لا تنفصل تحتوي على مرحلة مرنة ، ومصفوفة موزعة ، موزعة ، من مادة البلاستيك الحراري. تستمد النتيجة خصائص من كلا المكونين ولكن يمكن معالجتها بدقة شديدة في معدات صب الحقن. لمزيد من المعلومات ، راجع دليلنا على ما هو مطاط بالحرارة.

يتم تصنيع المطاط النموذجي أو التصريف في شكل بلمرة جزئيًا ، ثم يتم تطبيق الحرارة لإنهاء عملية الربط المتقاطع. في حالة TPR ، يتم تصنيع مكون البوتاداديين بالكامل مرتبطًا ويتم إنتاجه كمسحوق ناعم. ثم يستبدل مكون PS الربط المتقاطع عن طريق ربط المطاط في مصفوفة بوليمر قوية. تنتج المرونة عن مرونة مكون البوتادين ، حيث يكون الترابط المطاطي داخل الجسيمات غير مرن بشكل أساسي.

لا يتطابق TPR مع أداء المطاط الفلكاني ، لذلك فهو غير مناسب لتصنيع الإطارات ، حيث يحتوي على معامل تمزق للغاية. ومع ذلك ، فإن الخصائص الأفضل للأوزون والتجوية والأشعة فوق البنفسجية المقاومة للأشعة فوق البنفسجية تعني أنها تجد تطبيقًا واسعًا عبر العديد من قطاعات المنتجات.

ما هو TPU؟
تتكون بوليمرات TPU من هياكل كتلة مع أطول ، [مناطق ناعمة من الاستقطاب المنخفض ، وقصير ، [صلبة "من الاستقطاب الأعلى بكثير. تصنع الروابط التساهمية بين نوعي القطاعين سلاسلًا متكاملة بشكل جيد تستمد الخصائص من كلا عنصري السلسلة. عن طريق تغيير الأوزان الجزيئية ونسب الأجزاء المكونة ، يمكن اشتقاق مجموعة واسعة من الخصائص في مواد متطابقة كيميائيًا (تقريبًا). يمكن أن تكون درجات حرارة انتقال الزجاج للمكونين متشابهة أو متباينة ، ويمكن تغييرها كيميائيًا لتكون أعلى أو أقل. تسمح مشكلات المعالجة هذه بإنتاج مجموعة من الخواص الحرارية لعائلة المواد الناتجة.

يؤدي الاستقطاب الأعلى للعناصر الأصعب إلى جاذبية قوية ، مما يحث على مناطق بلورية زائفة ، تقع في مصفوفة مرنة للغاية. تتصرف المناطق البلورية الزائفة كعناصر متشابكة ، والتي تمثل معامل المرونة العالية للعائلة ، في حين أن السلاسل الطويلة واللأس من هذا التأثير ، مما يسمح بتصنيع مجموعة من الصلابة/المرونة.

يتناقص هذا التأثير المتقاطع إلى الصفر حيث يتم تجاوز درجة حرارة الانتقال الزجاجي للمكون الأصعب. تتصرف العائلة كمجموعة مواد للهارة الحرارية بالكامل يمكن معالجتها في معدات صب الحقن العادية. يمكن إعادة تدوير TPUs عن طريق الانصهار والإصلاح ، على الرغم من أن التدهور في طول السلسلة/سلامة هو كبير في التخفيف.

TPR مقابل TPU: التطبيقات والاستخدامات
المدرجة أدناه هي الصناعات النموذجية وتطبيقات TPR المشتركة:

تصنيع السيارات: أختام الأبواب والنافذة ، أجزاء الإرسال/التعليق ، إدراج الحاجز ، القطع الخارجية والداخلية ، ألواح الأدوات ، قناة الهواء والمحرك ، الحلقات ، أحزمة القيادة ، أنابيب السوائل ، الحصير الأرضية ، O حلقات O.
البناء: أختام الباب والنافذة ، الأختام الهيدروليكية ، أختام السباكة.
الصناعي: مخمدات الاهتزاز ، الأنابيب ، المنوع ، الأختام ، شجيرات التعليق ، امتصاص الصدمات ، أغشية السقف.
المستهلك: أختام الثلاجة ، أوفرجولد ، أغطية الهاتف المحمول ، لوحات التبديل ، مخمدات الاهتزاز.
الطبية: أنابيب الهواء ، والأختام المحقنة ، وأقنعة التنفس وألواحها ، والأختام ، والصمامات ، والقسطرة.
الإلكترونيات: التغليف ، خيوط الطاقة ، الكابلات عالية الجودة ، حماية صدمة الهاتف المحمول ، والأختام.
معدات الأحذية والرياضة: الغوص ، الغطس ، الأقنعة ، قبضة قطب التزلج ، مكونات التزلج على الثراء ، وباطن الأحذية.
المدرجة أدناه هي الصناعات النموذجية وتطبيقات TPU الشائعة:

السيارات: الأجزاء الداخلية للسيارات (الانتهاء من السطح الجيد ، المتانة ، مقاومة التآكل ؛ وتكلفة منخفضة).
الزراعة: علامات الهوية للحيوانات (مرونة كبيرة ، ومقاومة للدموع والطقس ، والتسامح في درجة الحرارة. كبيرة لتغليف RFID).
الأنابيب والسباكة: ختم ملفات تعريف وحلقات O والأنابيب والأحزمة والخراطيم. البوليمرات المتخصصة ذات خصائص تدفق الذوبان المثلى ، والمقاومة العالية التي يتم تكييفها للبثق للتحلل المائي عن طريق الزيوت الهيدروليكية وغيرها من الزيوت والمواد العضوية ، ومقاومة الضغط في درجات حرارة عالية ، ومتانة عالية ، ومرونة ، ومقاومة التمزق.
النسيج: يستخدم لأحزمة النقل ، والمطالبات ، والمعدات العسكرية. مجموعة واسعة من خيارات المعالجة ، والخصائص الميكانيكية والكيميائية والحرارية الجيدة.
المعدات الرياضية: المرونة الشديدة ، والمقاومة عالية التأثير ودرجة الحرارة ، والشفافية ، والتسامح البيئي.
هناك قطاعات السوق الشائعة ومناطق المنتجات الشائعة ظاهريًا يمكنها استخدام مواد TPR أو TPU. بشكل عام ، لا تعني القواسم المشتركة قابلية التبادل ، حيث يميل كل تطبيق إلى استغلال خاصية ضيقة لمواد أو أخرى. على سبيل المثال ، يميل قطاع السيارات إلى استخدام TPRs للمرونة الشديدة وخصائص التجوية ، و TPUs للمرونة ، ومقاومة التآكل ، والتطبيقات المريحة

TPR مقابل TPU: قابلية إعادة التدوير والاستدامة
يتم اشتقاق كل من المواد من مصادر البتروكيماويات ، وتشبه بيانات اعتماد استدامتها وإعادة التدوير. TPU يمكن إعادة تدويرها للغاية. يمكن معالجة نفاياتها مرة أخرى في المواد الخام عالية الجودة. على الرغم من أنه يميل إلى أن يكون الصف الثاني بسبب التحلل الحراري. TPU قابلة للتحلل أيضًا وسوف ينهار عمومًا في ظروف المكب/السماد على مدى 3-5 سنوات. لا يترك أي بقايا سامة عندما ينهار. أصبحت TPUs متاحة ببطء ويمكن تصنيعها من المونومرات ذات المصادر الحيوية.

TPR أيضًا قابلة لإعادة التدوير بشكل كبير ، ولكن مثل معظم البوليمرات ، فإن المادة المعاد تدويرها هي الصف الثاني. إنها مواد مستقرة تتدهور ببطء شديد في البيئة الطبيعية. كما أصبحت مواد مصدر المونومر المشتقة من الطحالب لـ TPRs متاحة أيضًا.

TPR مقابل TPU: التكلفة
تعتبر TPRs موادًا منخفضة التكلفة بشكل عام ، في حدود 1.60 دولار إلى 2.00 دولار لكل كيلوغرام. TPUs أغلى قليلاً ، عند 2.00 دولار إلى 4.00 دولار لكل كيلوغرام.

مواد بديلة لـ TPR و TPU
لاستخدام صب الحقن ، تتوفر مجموعة واسعة من المواد المرنة بالحرارة ، مع مجموعة واسعة بنفس القدر من الخصائص والتكاليف. على الرغم من أن هذه ليست قابلة للتبديل عبر النطاق بأكمله ، إلا أن هناك العديد من القواسم المشتركة للخصائص التي تؤدي إلى خيارات في مرحلة المواصفات. المدرجة أدناه هي بعض المواد البديلة:

الفلكات الحرارية (TPE-V أو TPV).
polyolefins لبلاستيك الحرارية (TPE-O أو TPO).
copolyesters الحرارية (tpe-e ، cope ، أو teee).
بلوك بلوك بلوك حراري (TPE-A).
كوبوليمرات بلوك Styrenic (TPE-S).
المطاط القابل للبطل (MPR).
المرنة الفلوروليمر (FPE).
عندما يكون التبديل إلى البوليمرات الحرارية خيارًا ، هناك المزيد من خيارات المواد ، كما هو موضح أدناه:

المطاط الطبيعي الفلكن (NR) (اللاتكس ، الفلكنة لتشكيل المطاط بونا).
polyisoprene (IR).
polychloroprene (CR).
مطاط البوتادين (BR).
نيتريل (البوتادين) المطاط (NBR).
يجلب المطاط الحراري خصائص جديدة وقيود جديدة على قائمة الخيارات. ومع ذلك ، يمكنهم تحقيق نتائج ملحوظة كلما تم البحث عن خصائص محددة ولا تمنع مشكلات المعالجة.