TPR TPU

TPR oder Thermoplastikkautschuk ist typischerweise ein Copolymer, das die Eigenschaften von Polystyrol (PS) und Butadien (synthetischer) Gummi verbindet. Dieses Material wurde entwickelt, um einen Großteil des Eigenschaftsvorteils von synthetischen Gummi zu gewährleisten und gleichzeitig die Verarbeitung (und Wiederaufbereitung) im präziseren und kontrollierbaren Injektionsformprozess zulässt. TPR liefert mit der richtigen Verarbeitung hervorragende Müdigkeitsresilienz, chemische Stabilität, Schlagfestigkeit und mäßige Recyclingfähigkeit.

TPU oder thermoplastisches Polyurethan ist eine breite Klassifizierung von Polyurethanpolymeren, die Eigenschaften wie Elastizität, Transparenz, Verschleißverantwortlichkeit und sehr hohe Widerstand gegen Öle aufweisen. Die Materialien sind thermoplastisch, mit einem Bereich von Elastomerverhalten. Ihre hohe Stärke und Belastbarkeit stammen aus einer Polymerkettenstruktur, die aus abwechselnden harten und weichen Segmenten besteht.

Dieser Artikel wird TPR gegenüber TPU, ihre Anwendungen, Verwendungen, physikalischen Eigenschaften und alternativen Materialien weiter vergleichen.

Was ist TPR?
TPR (thermoplastisches Gummi) besteht typischerweise aus einer Mischung von 23% PS und 77% Butadien. Es wird durch Emulsionspolymerisation von Konstituentenpolymeren hergestellt. Der Prozess bildet ein untrennbares Material, das eine elastomere, thermosetische Phase und eine verteilte, starre Matrix des thermoplastischen Materials enthält. Das Ergebnis leitet Eigenschaften aus beiden Komponenten ab, kann jedoch mit extremer Genauigkeit in Injektionsformgeräten verarbeitet werden. Weitere Informationen finden Sie in unserem Leitfaden zu Thermoplastic -Gummi.

Typische Gummi werden in einer teilweise polymerisierten Form synthetisiert oder verfeinert, und dann wird Wärme aufgetragen, um den Vernetzungsverfahren zu beenden. Bei TPR wird die Butadien-Komponente vollständig vernetzt und als feines Pulver hergestellt. Die PS-Komponente ersetzt dann die Vernetzung durch Bindung des Gummi in eine starke Polymermatrix. Die Flexibilität resultiert aus der Elastizität der Butadien-Komponente, wo die Intra-Partikel-Gummi-Bindung im Wesentlichen unelastisch ist.

TPR entspricht nicht der Leistung vulkanisierter Gummi, so dass es nicht für die Reifenherstellung geeignet ist und einen zu niedrigen Tränenmodul aufweist. Die signifikant besseren Ozon-, Verwitterungs- und UV-resistenten Eigenschaften von TPR bedeuten jedoch, dass es in vielen Produktsektoren eine breite Anwendung findet.

Was ist TPU?
TPU -Polymere bestehen aus Blockstrukturen mit längeren [weichen "Regionen mit geringer Polarisation und kurzen, [harten" Abschnitten mit viel höherer Polarisation. Kovalente Verbindungen zwischen den beiden Segmenttypen machen gut integrierte Ketten, die Eigenschaften von beiden Kettenelementen abgeben. Durch Veränderung der Molekulargewichte und Verhältnisse der Bestandteile kann ein breiter Bereich von Eigenschaften in chemisch (fast) identischen Materialien abgeleitet werden. Die Glasübergangstemperaturen der beiden Komponenten können ähnlich oder unterschiedlich sein und chemisch so verändert werden, dass sie höher oder niedriger sind. Diese Verarbeitungsprobleme ermöglichen die Produktion einer Reihe von thermischen Eigenschaften der resultierenden materiellen Familie.

Die höhere Polarisation der härteren Elemente induziert eine starke Anziehungskraft, die pseudokristalline Regionen in einer hochelastischen Matrix induziert. Die pseudokristallinen Regionen verhalten sich als Vernetzungselemente, die den hohen elastischen Modul der Familie verantwortlich machen, während die längeren, weicheren Ketten diesen Effekt moderieren und eine Reihe von Härte/Elastizität ermöglichen.

Dieser Vernetzungseffekt verringert sich auf Null, wenn die Glasübergangstemperatur der härteren Komponente überschritten wird. Die Familie verhält sich als vollständig thermoplastische Materialgruppe, die in gewöhnlichen Injektionsformgeräten verarbeitet werden kann. TPUs kann durch Schmelzen und Reformen recycelt werden, obwohl der Abbau der Kettenlänge/-integrität bei der Remeldung signifikant ist.

TPR vs. TPU: Anwendungen und Verwendung
Nachfolgend sind die typischen Branchen und die gemeinsamen TPR -Anwendungen aufgeführt:

Automobilherstellung: Tür- und Fensterdichtungen, Getriebe-/Aufhängungsteile, Kotflügeleinsätze, Außen- und Innenausstattung, Instrumentenpaneele, Wechselstrom- und Motorluftkanäle, Tunschsen, Antriebsgurte, Flüssigkeitsrohre, Bodenmatten, O-Ringe.
Konstruktion: Tür- und Fensterdichtungen, Hydraulikdichtungen, Installationsdichtungen.
Industrie: Vibrationsdämpfer, Rohre, Verteiler, Dichtungen, Federbüsche, Stoßdämpfer, Dachmembranen.
Verbraucher: Kühlschrankdichtungen, Handgriff übermolds, Mobiltelefonabdeckungen, Schaltplatten, Vibrationsdämpfer.
Medizinische: Luftrohre, Spritzendichtungen, Atemmasken und -Plenums, Robben, Ventile und Katheter.
Elektronik: Einkapselung, Leistungsleitungen, hochwertige Kabel, Mobiltelefonschockschutz und Dichtungen.
Schuhe und Sportgeräte: Tauchflipper, Schnorcheln, Masken, Ski-Pole-Griffe, Ski-Boot-Komponenten und Schuhsohlen.
Nachfolgend sind die typischen Branchen und die gemeinsamen TPU -Anwendungen aufgeführt:

Automobil: Automobil -Innenbereich (gute Oberflächenfinish, Haltbarkeit, Verschleißfestigkeit und niedrige Kosten).
Landwirtschaft: ID -Tags für Tiere (große Flexibilität, Tränen- und Wetterbeständigkeit und Temperaturtoleranz. Großartig für die Einkapselung von RFID).
Rohrleitungen und Sanitärprofile und O-Ringe, Röhrchen, Gürtel und Schläuche. Spezialistische Polymere mit optimalen Schmelzflow-Eigenschaften, extrusions angepasster hoher Resistenz gegen Hydrolyse durch hydraulische und andere Öle und organische Stoffe, Komprimierung bei hohen Temperaturen, hohe Zähigkeit, Flexibilität und Resistenz gegen das Riss.
Textil: Wird für Förderbänder, Schlauchboote und militärische Ausrüstung verwendet. Viele Verarbeitungsoptionen und gute mechanische, chemische und thermische Eigenschaften.
Sportgeräte: Extreme Flexibilität, hohe Impakt- und Temperaturfestigkeit, Transparenz und Umwelttoleranz.
Es gibt gemeinsame Marktsektoren und angeblich gemeinsame Produktbereiche, die entweder TPR- oder TPU -Materialien verwenden können. Im Allgemeinen implizieren die Gemeinsamkeiten keine Austauschbarkeit, da jede Anwendung dazu nutzt, eine schmale Eigenschaft eines oder anderen Materials zu nutzen. Zum Beispiel nutzt der Automobilsektor TPRs für extreme Flexibilität und Verwitterungseigenschaften sowie TPUs für Resilienz, Verschleißfestigkeit und ergonomische Anwendungen

TPR vs. TPU: Rezyklierbarkeit und Nachhaltigkeit
Beide Materialien stammen aus petrochemischen Quellen, und ihre Nachhaltigkeits- und Recycling -Anmeldeinformationen sind ziemlich ähnlich. TPU ist sehr recycelbar; Sein Abfall kann wieder in qualitativ hochwertige Rohstoff verarbeitet werden. Obwohl es aufgrund einer thermischen Zersetzung in der zweiten Klasse tendiert. TPU ist auch biologisch abbaubar und wird in der Regel über 3 bis 5 Jahre bei Mülldeponien-/Kompostverhältnissen abgebaut. Es hinterlässt keine giftigen Rückstände, wenn es zusammenbricht. TPUs werden auch langsam verfügbar und können aus Bio-Sourced-Monomeren hergestellt werden.

TPR ist auch sehr recycelbar, aber wie die meisten Polymere ist das recycelte Material zweite Klasse. Sie sind stabile Materialien, die in der natürlichen Umgebung extrem langsam abbauen. Auch aus Algen abgeleitete Monomer-Quellenmaterialien für TPRs sind ebenfalls verfügbar.

TPR vs. TPU: Kosten
TPRs sind im Allgemeinen sehr kostengünstige Materialien im Bereich von 1,60 bis 2,00 USD pro kg. TPUs sind etwas teurer und 2,00 bis 4,00 USD pro kg.

Alternative Materialien zu TPR und TPU
Für die Verwendung von Injektionsformungen ist eine Vielzahl von thermoplastischen Elastomermaterialien mit einem ebenso breiten Spektrum von Eigenschaften und Kosten erhältlich. Diese sind zwar nicht im gesamten Bereich austauschbar, aber es gibt viele Gemeinsamkeiten von Eigenschaften, die in der Spezifikationsphase zu Optionen führen. Nachfolgend sind einige alternative Materialien aufgeführt:

Thermoplastische Vulkanien (TPE-V oder TPV).
Thermoplastische Polyolefine (TPE-O oder TPO).
Thermoplastische Copolyesters (TPE-E, Cope oder Teee).
Thermoplastische Polyetherblockamide (TPE-A).
Styrenic Block Copolymers (TPE-S).
Schmelzverarbeitungsbares Gummi (MPR).
Fluoropolymerelastomere (FPE).
Wenn ein Wechsel zu Thermosetting -Polymeren eine Option ist, gibt es mehr materielle Auswahlmöglichkeiten, wie unten aufgeführt:

Vulkanisierter Naturkautschuk (NR) (Latex, vulkanisiert, um Buna -Gummi zu bilden).
Polyisopren (IR).
Polychloropren (CR).
Butadien -Gummi (BR).
Nitril (Butadien) Gummi (NBR).
Thermoset -Gummi bringen neue Eigenschaften und neue Einschränkungen in die Optionsliste. Sie können jedoch bemerkenswerte Ergebnisse erzielen, wenn bestimmte Eigenschaften gesucht werden und die Verarbeitungsprobleme nicht verhindern.