Τα θερμοπλαστικά ελαστομερή (TPE) είναι μια κατηγορία πολυμερών υλικών που συνδυάζουν την ελαστικότητα του καουτσούκ με τα πλεονεκτήματα επεξεργασίας των θερμοπλαστικών. Με βάση τη χημική δομή και τα χαρακτηριστικά απόδοσης, τα υλικά TPE μπορούν να ταξινομηθούν σε διάφορους κύριους τύπους. Μεταξύ αυτών, το στυρενικό TPE (TPS), το ολεφινικό TPE (TPO/TPV) και το TPE με βάση το διένιο-είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα σε βιομηχανικές εφαρμογές.
Στυρενικά θερμοπλαστικά ελαστομερή (TPS)
Το στυρενικό TPE, επίσης γνωστό ως TPS, είναι ένα από τα πιο πρώιμα ανεπτυγμένα και πιο ευρέως παραγόμενα θερμοπλαστικά ελαστομερή. Βασίζεται σε μπλοκ συμπολυμερή στυρενίου με βουταδιένιο ή ισοπρένιο. Το πιο αντιπροσωπευτικό υλικό είναι το SBS (στυρόλιο-βουταδιένιο-στυρόλιο), του οποίου η μηχανική συμπεριφορά μοιάζει πολύ με το καουτσούκ SBR.
Το SBS χρησιμοποιείται ευρέως στα υποδήματα, όπου έχει αντικαταστήσει σε μεγάλο βαθμό το παραδοσιακό καουτσούκ. Εφαρμόζεται επίσης ευρέως σε βιομηχανικά φύλλα καουτσούκ, εύκαμπτους σωλήνες, κόλλες ευαίσθητες στην πίεση-και σε τροποποιήσεις ασφάλτου. Η τροποποιημένη άσφαλτος SBS- βελτιώνει την αντοχή στις ρωγμές, την αντοχή στην τριβή, τις αντιολισθητικές ιδιότητες και τη σταθερότητα της θερμοκρασίας. Αν και το SBS είναι σχετικά ακριβό, η εξαιρετική του συμβατότητα με την άσφαλτο εξασφαλίζει ευρεία υιοθέτηση στην αγορά.
Οι υδρογονωμένες ποιότητες όπως το SEBS και το SEPS βελτιώνουν σημαντικά την αντοχή στη θερμότητα, την αντοχή στις καιρικές συνθήκες και την απόδοση γήρανσης. Αυτά τα υλικά χρησιμοποιούνται ευρέως ως τροποποιητές κρούσης για πλαστικά μηχανικής, όπως PA και PC, υλικά ιατρικής ποιότητας, διαφανή ελαστομερή και μείγματα πολυμερών ανθεκτικών στις καιρικές συνθήκες. Ωστόσο, τα παραδοσιακά υλικά SBS και SIS έχουν περιορισμένη αντίσταση στη θερμότητα, συνήθως κάτω από 80 βαθμούς.
Ολεφινικά θερμοπλαστικά ελαστομερή (TPO και TPV)
Το Olefinic TPE αποτελείται κυρίως από πολυπροπυλένιο (PP) ως σκληρό τμήμα και ελαστικό EPDM ως μαλακό τμήμα, κοινώς γνωστό ως TPO. Το TPO έχει χαμηλή πυκνότητα (περίπου 0,88), εξαιρετική αντοχή στις καιρικές συνθήκες, αντοχή στο όζον και αντοχή στη θερμότητα έως και 100 βαθμούς.
Η ανάπτυξη των θερμοπλαστικών βουλκανιζόμενων προϊόντων (TPV) σηματοδότησε μια σημαντική ανακάλυψη. Το TPV παράγεται μέσω δυναμικού βουλκανισμού, όπου τα πλήρως διασυνδεδεμένα σωματίδια καουτσούκ διασκορπίζονται λεπτώς μέσα στη θερμοπλαστική μήτρα. Αυτή η δομή βελτιώνει σημαντικά το σετ συμπίεσης, την αντίσταση λαδιού και τη θερμική γήρανση, επιτρέποντας στο TPV να επιτύχει επίπεδα απόδοσης συγκρίσιμα με το καουτσούκ CR.
Το TPV χρησιμοποιείται ευρέως σε στεγανοποιήσεις αυτοκινήτων, εύκαμπτους σωλήνες, μόνωση καλωδίων και καλωδίων, αεραγωγούς, παρεμβύσματα και συστήματα στεγανοποίησης κτιρίων και έχει αντικαταστήσει σε μεγάλο βαθμό το παραδοσιακό καουτσούκ σε πολλές εφαρμογές. Επί του παρόντος, το TPO αντιπροσωπεύει περίπου το 80-85% της κατανάλωσης ολεφινικού TPE, ενώ το TPV αντιπροσωπεύει το 15-20%, με ταχεία δυναμική ανάπτυξης.
Θερμοπλαστικά ελαστομερή με βάση το Diene
Το TPE με βάση το Diene-περιλαμβάνει κυρίως θερμοπλαστικό trans-πολυισοπρένιο (TPI) και θερμοπλαστικό πολυβουταδιένιο (TPB). Το TPI είναι δομικά παρόμοιο με τη φυσική γουτα-πέρκα και παρουσιάζει υψηλή κρυσταλλικότητα, καλή μηχανική αντοχή και ιδιότητες μνήμης σχήματος. Χρησιμοποιείται σε ορθοπεδικές συσκευές, προστατευτικό αθλητικό εξοπλισμό και εξειδικευμένες μεμβράνες.
Το TPB προσφέρει εξαιρετική διαφάνεια, αντοχή στις καιρικές συνθήκες, ηλεκτρική μόνωση και ελεγχόμενη αποικοδόμηση. Ένα βασικό πλεονέκτημα του TPE με βάση το διένιο-είναι ότι μπορεί να βουλκανιστεί, βελτιώνοντας την αντίσταση στη θερμότητα, την αντίσταση στο λάδι και την ανθεκτικότητα-μια ικανότητα που στερούνται τα περισσότερα υλικά TPE.