Термопластичные эластомеры (TPE) представляют собой класс полимерных материалов, сочетающих в себе эластичность резины с технологическими преимуществами термопластов. По химической структуре и эксплуатационным характеристикам материалы ТПЭ можно разделить на несколько основных типов. Среди них наиболее широко используются в промышленности стирольный ТПЭ (ТПС), олефиновый ТПЭ (ТПО/ТПВ) и ТПЭ на основе диена.
Стирольные термопластичные эластомеры (TPS)
Стироловый ТПЭ, также известный как ТПС, является одним из первых разработанных и наиболее широко производимых термопластичных эластомеров. В его основе лежат блок-сополимеры стирола с бутадиеном или изопреном. Наиболее типичным материалом является SBS (стирол-бутадиен-стирол), чье механическое поведение очень похоже на резину SBR.
SBS широко используется в обуви, где он в значительной степени заменил традиционную резину. Он также широко применяется в производстве промышленных резиновых листов, шлангов, клеев, чувствительных к давлению, и модификации асфальта. СБС-модифицированный асфальт повышает устойчивость к растрескиванию, стойкость к истиранию, противо-свойства скольжения и температурную стабильность. Хотя SBS относительно дорог, его отличная совместимость с асфальтом обеспечивает широкое распространение на рынке.
Гидрогенизированные марки, такие как SEBS и SEPS, значительно улучшают термостойкость, устойчивость к атмосферным воздействиям и устойчивость к старению. Эти материалы широко используются в качестве модификаторов ударной прочности конструкционных пластмасс, таких как полиамид и поликарбонат, материалов медицинского-класса, прозрачных эластомеров и атмосферостойких-смесей полимеров. Однако традиционные материалы SBS и SIS имеют ограниченную термостойкость, обычно ниже 80 градусов.
Олефиновые термопластичные эластомеры (ТПО и ТПВ)
Олефиновый ТПЭ в основном состоит из полипропилена (ПП) в качестве жесткого сегмента и каучука EPDM в качестве мягкого сегмента, широко известного как ТПО. ТПО имеет низкую плотность (около 0,88), отличную атмосферостойкость, устойчивость к озону и термостойкость до 100 градусов.
Разработка термопластических вулканизатов (TPV) ознаменовала большой прорыв. ТПВ производится путем динамической вулканизации, при которой полностью сшитые частицы каучука мелко диспергируются внутри термопластической матрицы. Эта структура значительно улучшает остаточную деформацию при сжатии, маслостойкость и устойчивость к тепловому старению, позволяя TPV достичь уровня производительности, сравнимого с резиной CR.
ТПВ широко используется в автомобильных уплотнениях, шлангах, изоляции проводов и кабелей, воздуховодах, прокладках и системах герметизации зданий и во многих применениях в значительной степени заменил традиционную резину. В настоящее время на долю ТПО приходится примерно 80–85% потребления олефинового ТПЭ, а на ТПВ — 15–20%, причем темпы роста быстро растут.
Термопластичные эластомеры на основе диена-
ТПЭ на основе диена-в основном включает термопластичный транс-полиизопрен (ТПИ) и термопластичный полибутадиен (ТРБ). TPI структурно похож на натуральную гутта-перчу и обладает высокой кристалличностью, хорошей механической прочностью и свойствами памяти формы. Он используется в ортопедических изделиях, защитном спортивном снаряжении и специальных пленках.
TPB обеспечивает превосходную прозрачность, устойчивость к атмосферным воздействиям, электрическую изоляцию и контролируемую разлагаемость. Ключевое преимущество ТПЭ на основе диена- заключается в том, что его можно вулканизировать, что повышает термостойкость, маслостойкость и долговечность,-эта способность отсутствует у большинства материалов ТПЭ.