مطاط لدن حراري (TPE)

وصف منتجات الإيلاستومرات الحرارية البلاستيكية (TPE/TPR)

الإيلاستومرات الحرارية البلاستيكية (TPE/TPR)، المعروفة أيضًا باسم المطاط الصناعي أو المطاط الاصطناعي، تجمع بين الخصائص الممتازة للمطاط المفلكن المتقاطع التقليدي - مثل المرونة العالية، ومقاومة الشيخوخة، ومقاومة الزيوت - وبين سهولة المعالجة وتعدد أشكال التشكيل المميزة للبلاستيك التقليدي.

TPE/TPR هي مواد إيلاستومرية تظهر مرونة شبيهة بالمطاط في درجة حرارة الغرفة ويمكن تليينها وتشكيلها تحت الحرارة. يتكون هيكلها من أجزاء راتنجية ومطاطية مرتبطة كيميائيًا. تشكل الأجزاء الراتنجية نقاط تشابك فيزيائية من خلال التفاعلات بين الجزيئات، بينما توفر الأجزاء المطاطية مرونة عالية.

هذه الروابط المتقاطعة الفيزيائية قابلة للعكس مع تغيرات درجة الحرارة، مما يتيح سلوك المعالجة الحرارية اللدنة. ونتيجة لذلك، تجمع مواد TPE بين الخواص الميكانيكية والفيزيائية للمطاط المفلكن ومزايا المعالجة لللدائن الحرارية، مما يجعلها فئة جديدة من مواد البوليمر تقع بين المطاط والراتنج، وغالبًا ما يشار إليها باسم "الجيل الثالث من المطاط."

مزايا الإيلاستومرات الحرارية اللدنة (TPE/TPR)

(1) يمكن معالجتها باستخدام معدات القولبة الحرارية اللدنة القياسية، بما في ذلك القولبة بالحقن، والبثق، والنفخ، والقولبة بالضغط، والقولبة بالنقل.

(2) يمكن أيضًا فلكنتها باستخدام آلات حقن المطاط، مما يقلل وقت المعالجة بشكل كبير من حوالي 20 دقيقة إلى أقل من دقيقة واحدة.

(3) يمكن أيضًا إجراء الفلكنة بالبثق، مما يوفر كفاءة بثق عالية ووقت معالجة قصير.

(4) يمكن إعادة تدوير وإعادة استخدام نفايات الإنتاج مثل النتوءات والمطاط الخردة مباشرة.

(5) من السهل إعادة تدوير منتجات TPE النهائية، مما يساعد في تقليل التلوث البيئي وتحسين استخدام الموارد.

(6) لا تتطلب عملية الفلكنة، مما يؤدي إلى توفير الطاقة. على سبيل المثال، يبلغ استهلاك الطاقة لإنتاج الخراطيم عالية الضغط 188 ميجا جول/كجم للمطاط مقارنة بـ 144 ميجا جول/كجم لـ TPE، مما يحقق توفيرًا في الطاقة بنسبة تزيد عن 25%.

(7) تتميز مواد TPE بخصائص تقوية ذاتية قوية، مما يبسط التركيبات، ويقلل من تأثير المواد المضافة على أداء البوليمر، ويحسن مراقبة الجودة.

(8) فتحت TPE مسارات تطوير جديدة لصناعة المطاط ووسعت نطاق تطبيق منتجات المطاط.

الأنواع والخصائص الشائعة للمواد المرنة بالحرارة

1. TPEs القائمة على الستايرين (TPS):البوليمرات المرنة الحرارية القائمة على الستايرين هي بوليمرات مشتركة كتلية من البيوتادايين أو الأيزوبرين والستايرين. خصائصها الأقرب إلى مطاط SBR. وهي من بين أول البوليمرات المرنة الحرارية المصنعة كيميائيًا التي تمت دراستها، وتستخدم على نطاق واسع في صناعة الأحذية، لتحل محل المطاط إلى حد كبير. كما تتوسع تطبيقاتها في المنتجات المطاطية الصناعية مثل الصفائح المطاطية والأقمشة المطاطية. ويستخدم SBS أيضًا على نطاق واسع كمعدل للصدمات للبلاستيك PS، وهو معدل ممتاز لأسطح الطرق الإسفلتية، حيث يحسن مقاومة التآكل، ومقاومة التشقق، ومقاومة التليين، ومقاومة الانزلاق. البلاستيك PS المعدل بـ SBS لا يتمتع فقط بمقاومة صدمات محسنة بشكل كبير مثل المطاط، بل يظهر أيضًا شفافية ممتازة.

2. البوليمرات المرنة الحرارية القائمة على الأوليفينات (TPO):البولي أوليفين المرن بالحرارة (TPE) عبارة عن خلائط من البولي بروبيلين (PP) كقطعة صلبة وEPDM كقطعة لينة. نظرًا لوزنها النوعي المنخفض (0.88 فقط)، ومقاومتها العالية للحرارة حتى 100 درجة مئوية، ومقاومتها الجيدة للعوامل الجوية والأوزون، أصبحت نوعًا آخر سريع التطور من TPE. تُستخدم على نطاق واسع في السيارات كتروس، وأرفف، وأغلفة أسلاك الإشعال، وخراطيم مقاومة للزيت، وقنوات هواء، وأشرطة مانعة للتسرب لامعة مقاومة للتشقق في المباني العالية. كما توجد في مجالات الأسلاك والكابلات، والغذاء، والطب.

3. TPEs ثنائية الإين:TPEs ثنائية الإين هي بشكل رئيسي أيزومرات من المطاط الطبيعي، ولذلك تُعرف أيضًا باسم المطاط الطبيعي العابر للحرارة (1-NR). ومع ذلك، نظرًا لحالتها الحرارية وبلورتها القوية، فإن إمداداتها محدودة، ولم تتوسع تطبيقاتها بشكل كبير لفترة طويلة.

4.TPEs قائمة على كلوريد الفينيل:تنقسم المواد البلاستيكية الحرارية القائمة على كلوريد الفينيل إلى فئتين رئيسيتين: البولي فينيل كلوريد الحراري والبولي إيثيلين المكلور الحراري. يُطلق على الأولى اسم TPVC، والثانية TCPE. TPVC هو بشكل أساسي مُعدِّن مرن لـ PVC، وينقسم أيضًا إلى بلمرة كيميائية ومزج ميكانيكي. يمكن اعتبار هذا النوع من TPVC بمثابة PVC معدل وبديل للمطاط، ويُستخدم بشكل رئيسي في تصنيع الخراطيم والألواح والأقمشة وبعض الأجزاء المطاطية. حاليًا، يتم استهلاك أكثر من 70% منه في مجال السيارات، مثل عجلات القيادة ومساحات الزجاج الأمامي. تشمل التطبيقات الأخرى الأسلاك الكهربائية (حوالي 75%) وأغشية العزل المائي للمباني (حوالي 10%). في السنوات الأخيرة، توسع استخدامه ليشمل الأجهزة المنزلية والبستنة والصناعة وملابس العمل اليومية، بما في ذلك معاطف المطر.

5. المواد البلاستيكية الحرارية القائمة على البولي يوريثان:البولي يوريثان القائم على TPEs هو مطاط بولي يوريثان حراري، يُختصر غالبًا بـ TPU، ويتكون من أجزاء صلبة متشابكة من اليوريثان تتفاعل مع الإيزوسيانات وأجزاء ناعمة من البوليستر أو البولي إيثر. يتمتع TPU بقوة ميكانيكية ممتازة، ومقاومة للتآكل، ومقاومة للزيوت، وقوة انثناء، مع تميز خاص في مقاومته للتآكل. يُستخدم بشكل رئيسي في تصنيع المعدات الرياضية مثل أحذية التزلج وأحذية المشي لمسافات طويلة، ويُستخدم أيضًا على نطاق واسع في إنتاج أنواع مختلفة من الأحذية الرياضية وأحذية المشي، مما يؤدي إلى استهلاك كبير. يمكن أيضًا استخدام TPU لإنتاج أجزاء السيارات والآلات والساعات من خلال القولبة بالحقن والبثق، ويُستخدم بشكل واسع في الخراطيم عالية الضغط (المطاط الخارجي)، والخراطيم المطاطية النقية، والألواح، وأحزمة النقل، وأحزمة النقل، والأسلاك والكابلات، والأقمشة المطاطية.