TPE/TPR/TPV/TPU/TPEE의 장점과 단점

제품 추천:토모플라스틱 엘라스토머 펠릿화 라인

열가소성 엘라스토머(Thermoplastic Elastomer) 고무의 특성(고탄성, 압축영구변형 등)과 플라스틱의 가공특성(간단한 공정)을 모두 갖춘 친환경 저탄소 복합재료입니다.

TPE는 친환경적이고 무독성이며 안전하며 착색성, 부드러운 촉감, 내후성, 내피로성, 내열성이 우수합니다. 가공성능이 우수하고 재활용이 가능해 비용절감이 가능합니다. PP, PE, PC, PS, ABS 등의 기본재료를 2차 사출성형, 코팅, 접착하거나 단독으로 성형할 수 있습니다.

전 세계적으로 산업적으로 생산되는 TPE(열가소성 엘라스토머)에는 스티렌(SBS, SIS, SEBS, SEPS), 올레핀(TP0, TPV), 디엔(TPB, TPI), 염화비닐(TPVC)이 포함됩니다. , TCPE), 우레탄(TPU), 에스테르(TPEE), 아미드(TPAE), 유기 불소(TPF), 실리콘 및 에틸렌, 등 합성고무, 합성수지 등 거의 모든 분야를 다루고 있습니다.

동적 완전 가황(Dynamic Full Vulcanization): 열가소성 수지와 고무를 용융 혼합할 때 가교제의 작용으로 고무상이 화학적 가교를 거쳐 전단되어 수많은 미크론 크기의 가교 고무 입자로 부서지는 과정을 말합니다. 강한 기계적 전단의 도움으로 열가소성 수지의 연속상에 분산됩니다.

PP를 하드세그먼트로 사용하고 EPDM을 소프트세그먼트로 사용하여 용융블렌딩하는 경우에는 가교제를 첨가하여 가황처리하고 내부믹서, 스크류머신 등 기계적 고전단력을 이용하여 완전하게 성형한다. 가황된 EPDM 가교 고무 입자는 미크론 크기(1미크론 미만)의 PP 매트릭스에 완전히 분산되어 있습니다.

★TPV는 가황고무의 내열성과 낮은 압축 변형 특성을 가지고 있습니다.

★우수한 가공 성능: 사출, 압출 등 열가소성 가공 방법으로 가공할 수 있어 장비 추가 없이 효율적이고 간단하며 용이하며 유동성이 높고 수축이 적습니다.

★TPV는 가황이 필요 없고 가공이 용이하여 고무산업의 생산공정을 1/4로 단축하고, 에너지소비를 25~40% 절감하며, 효율을 10~20배 향상시킵니다. 이는 고무산업의 또 하나의 소재 및 공정기술 혁명이라 할 수 있습니다.

★가벼운 비중(0.90-0.97), 균일한 외관 품질, 높은 표면 등급 및 좋은 느낌.

★TPV는 일반적으로 -60도에서 +135도까지 사용할 수 있습니다. 부하가 없을 때 고온 저항은 +150도에 도달할 수 있습니다.

★다양한 범위의 소프트 및 하드 애플리케이션, 25A-70D;

★염색이 용이하다는 장점으로 제품 디자인의 자유도가 대폭 높아집니다.

★친환경적이고 환경 친화적이며 재활용이 가능하며 6회 반복 사용 후에도 심각한 성능 저하가 없습니다.

★TPV는 내오존성, 내후성이 우수합니다.

★TPV는 동적 피로 저항성, 우수한 내후성 및 우수한 내마모성을 가지고 있습니다.

★우수한 탄성과 압축 변형 저항, 내환경성, 내노화성은 EPDM 고무와 동일합니다.

★TPV는 수성 산, 알칼리 액체, 극성유지에 대한 내식성이 우수합니다.

★TPV의 내유성 및 내용제성은 범용 클로로프렌 고무와 비슷합니다.

★TPV는 내산성, 내알칼리성이 우수하며, 산, 알칼리성 세척제에 대한 저항성이 매우 높습니다. 산성 및 알칼리성 환경에서 장기간 사용한 후에도 원래 특성을 유지할 수 있습니다.

TPO라고 하는 PP와 EPDM(부분적으로 가황)의 단순한 물리적 혼합입니다.

일본에서는 TPU를 제외한 다른 열가소성 엘라스토머 소재를 일반적으로 TPO라고 통칭합니다. 즉, 일본식으로 TPO=TPE=TPV=TPR을 말합니다. 하지만 현재의 TPO는 기본적으로 고가황고무(TPV와 유사)로 개량된 것인데, 일부 SEBS가 개량용으로 추가되어 있어서 일본 고객을 만나시면 더 물어보셔야 할 것 같습니다.

1984년 일본의 미쓰비시 화학은 SEBS와 SEPS를 기본 재료로 하여 더 나은 성능의 혼합물을 만들었고, 이 포화된 TPS를 시장에 맞게 "Rubberron"이라고 명명했습니다. 따라서 SEBS와 SEPS는 범용성이 있을 뿐만 아니라 PP 플라스틱과 용융 혼합하여 IPN형 TPS(소위 IPN은 실제로 두 개의 네트워크가 서로 침투하는 고분자이므로 상호침투형 네트워크라고도 함) 대부분은 열경화성 수지에 속하지만 교차 연속상의 형태로 나타나는 TPE와 같은 열가소성 엘라스토머도 많이 있습니다.

SBS, SEBS를 모재로 하여 형성된 IPN-TPS와 기타 엔지니어링 플라스틱은 전처리 과정 없이 직접 코팅이 가능하며, 코팅은 긁히기 쉽지 않으며 특정 내유성을 가지고 있습니다. 저온 및 넓은 온도 범위에서 탄성계수가 크게 변하지 않아 엔지니어링 플라스틱의 내한성 및 내열성이 크게 향상됩니다. 스티렌 화합물과 고무 접목 공중합도 열가소성 TPE가 될 수 있습니다. EPDM/스티렌, BR/스티렌, CI-IIR/스티렌, NR/스티렌 등이 개발되었습니다.

요약:

에이. TPO와 TPV는 모두 폴리올레핀 열가소성 엘라스토머에 속합니다. 이를 구별하기 위해 TPV 포럼에서는 일반적으로 이를 폴리올레핀 열가소성 엘라스토머(열가소성 엘라스토머의 부분 가황 고무라고도 함)라고 부릅니다.

비. TPO(TPO는 기본적으로 Riken TPO와 같은 일본 기업의 브랜드 이름)는 국내 TPV 시스템과 유사하며 가격이 45 정도이고 생산 능력이 매우 타이트합니다(일본 자동차 산업이 소비함).

국내에서는 일반적으로 "TPE"재료라고 불리며 기본적으로 스티렌 열가소성 엘라스토머에 속합니다. 스티렌 TPE (해외에서는 TPS라고 함)는 부타디엔 또는 이소프렌과 스티렌 블록 유형의 공중 합체이며 성능은 SBR 고무에 가깝습니다.

장점:고무의 높은 탄성과 사출성형의 특성을 가지고 있습니다. 환경친화적이고 무독성이며 안전하며 착색성이 우수하고 촉감이 부드러우며 내후성, 내피로성, 내열성이 우수하며 가공성이 우수하고 가황이 필요하지 않으며 재활용이 가능하여 원가절감이 가능하며 2차사출성형이 가능하며 코팅이 가능하다. PP, PE, PC, PS, ABS 등의 기재와 접착하거나 단독으로 성형할 수 있습니다.

단점:SBS, SIS의 가장 큰 문제점은 열악한 내열성이며, 일반적으로 사용온도는 80도를 넘지 못한다. 동시에 강도, 신율, 내후성, 내유성, 내마모성 등은 고무와 비교할 수 없습니다.

최근에는 미국, 유럽 등 국가에서 잇달아 성능 개량을 하여 포화수소첨가SBS, SIS인 SEBS, SEPS가 속속 등장하고 있다. SEBS(소프트 세그먼트로 수소화 BR 포함) 및 SEPS(소프트 세그먼트로 수소화 IR 포함)는 충격 강도를 크게 향상시킬 수 있으며 내후성 및 내열노화성도 우수합니다.

수정된 TPE는 최대 110도까지 견딜 수 있습니다. SEBS/SEPS 변형 TPE의 V0 난연 및 할로겐 프리 난연 시리즈는 우수한 인장 특성과 매끄러운 표면으로 인해 Apple 헤드폰 케이블 및 기타 응용 분야에 일반적으로 사용됩니다. 주요 제조업체는 대만 출신이지만 가격이 비쌉니다.

TPR은 미국인에 의해 처음 만들어졌습니다. 당시에는 열가소성 엘라스토머에 대한 통일된 명칭이 없었습니다. 열가소성 고무를 나타내기 위해 영어 약어 TPR을 사용하고 열가소성 엘라스토머를 나타내기 위해 TPE를 사용하는 것이 관례였습니다(둘 다 관련 자료 및 서적에 사용됨). PP와 EPDM의 단순 블렌드에 적용되었습니다. 나중에 AES의 PP/EPDM 유형 TPV(처음에는 TPR로 불렸다가 나중에 TPV로 변경됨)도 이 이름을 사용했습니다. 나중에 이 이름은 대만인들이 부르게 되었고 본토에서 유명해졌을 것입니다.

해외에서 어떻게 불려도 TPR과 중국의 스티렌 TPE는 현재 동일한 개념에 속하며, 관습적으로 열가소성 스티렌-부타디엔 고무라고 불리는 열가소성 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 즉 TPE를 대표하는 동일한 개념에 속합니다.=중국의 스티렌 TPE.

그러나 역사 및 번역상의 문제로 인해 TPV(Thermoplastic Dynamic Vulcanized Rubber)의 중국어 약어는 열가소성 고무(영문: Thermoplastic Rubber), 즉 TPR이다. 이것이 바로 PP/EPDM TPV 재료가 TPR이라고 불리는 것을 고객에게 알리지 않는 이유입니다. 일부 고객은 이를 스티렌 엘라스토머라고 생각할 수 있기 때문입니다. SBS 기반이라면 TPV에 비해 가격이 훨씬 저렴하다.

TPEE 또는 COPE라고 불리는 열가소성 폴리에스터 엘라스토머는 PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트) 폴리에스터 하드 세그먼트(결정상)와 지방족 폴리에스터 또는 폴리에테르(비정질 상) 소프트 세그먼트를 포함하는 선형 블록 공중합체의 일종입니다. TPEE는 높은 기계적 강도, 우수한 탄성, 내충격성, 크리프 저항성, 내한성, 굽힘 피로 저항성, 내유성, 내화학성 및 용제 내식성 등의 장점을 지닌 고성능 엔지니어링 등급 엘라스토머입니다. 가공성이 우수하고 충전, 강화 및 합금화될 수 있습니다. 그것은 자동차 부품, 유압 호스, 케이블 및 전선, 전자 기기, 산업 제품, 문구류, 생체 재료 및 기타 분야에서 널리 사용되었습니다.

TPEE의 물리적, 화학적 특성:

● 기계적 성질

연질 부분과 경질 부분의 비율을 조정하여 TPEE의 경도를 Shore D32에서 D80으로 변경할 수 있으며 탄성과 강도는 고무와 플라스틱 사이에 있습니다. 다른 열가소성 엘라스토머(TPE)와 비교하여 TPEE는 낮은 변형률 조건에서 동일한 경도의 다른 TPE보다 높은 모듈러스를 갖습니다. 모듈러스가 중요한 설계 조건인 경우 TPEE는 제품의 단면적을 줄이고 사용되는 재료의 양을 줄일 수 있습니다.

● 인장강도

폴리우레탄 엘라스토머(TPU)에 비해 TPEE의 압축 계수와 인장 계수는 훨씬 높습니다. 동일한 경도의 TPEE와 TPU를 사용하여 동일한 부품을 만들면 전자가 더 큰 하중을 견딜 수 있습니다. 실온 이상에서 TPEE는 굽힘 계수가 매우 높기 때문에 캔틸레버 빔이나 토크형 부품, 특히 고온 부품을 만드는 데 적합합니다. TPEE는 저온 컴플라이언스가 우수하고 저온 노치 충격 강도가 다른 TPE보다 우수하며 내마모성은 TPU와 비슷합니다. TPEE는 우수한 피로 저항성을 가지며 높은 탄성과 결합되어 이 소재를 다양한 주기 하중 사용 조건에 이상적인 소재로 만들고 기어, 고무 롤러, 유연한 커플링, 벨트 등을 만드는 데 적합합니다.

●내열성

TPEE는 내열성이 뛰어납니다. 경도가 높을수록 내열성이 좋아집니다. TPEE의 작동 온도는 매우 높으며 자동차 생산 라인의 베이킹 온도(150-160도)에 적응할 수 있으며 고온에서 기계적 특성의 손실이 거의 없습니다. 120도 이상에서 사용하면 TPEE의 인장강도는 TPU의 인장강도보다 훨씬 높습니다. 또한 TPEE는 저온 저항도 우수합니다. TPEE의 취성점은 -70도보다 낮으며, 경도가 낮을수록 내한성이 우수합니다. 대부분의 TPEE는 -40도에서 오랫동안 사용할 수 있습니다. 고온과 저온에서 균형 잡힌 성능으로 인해 TPEE는 작동 온도 범위가 매우 넓으며 -70-200도에서 사용할 수 있습니다.

●내화학성

TPEE는 내유성이 뛰어나며 실온에서 대부분의 극성 액체 화학 매체(예: 산, 알칼리, 아민 및 디올 화합물)를 견딜 수 있습니다. 경도가 증가함에 따라 내화학성이 증가합니다. TPEE는 대부분의 유기용제, 연료, 가스에 대해 팽윤 방지 및 투과 방지 특성이 우수하며, 연료 투과도는 클로로프렌 고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌, 그리고 니트릴 고무.

● 내후성 및 내노화성

TPEE는 미수분무, 오존, 실외 대기 등 다양한 외부 조건에서 화학적 안정성이 뛰어납니다. 대부분의 열가소성 엘라스토머(TPE)와 마찬가지로 자외선의 작용으로 분해됩니다(310nm 미만의 자외선은 분해의 주요 요인입니다). 따라서 실외용 제품이나 햇빛에 노출되는 제품의 경우 카본 블랙 및 다양한 안료 또는 기타 차폐 재료를 포함하여 자외선 차단 첨가제를 공식에 추가해야 합니다. 페놀계 항산화제와 벤조트리아졸계 자외선 차단제를 함께 사용하면 자외선 노화를 효과적으로 방지할 수 있습니다.

● 높은 탄력성

스프링에 TPEE 소재를 적용하면 스프링의 수명이 길어지고 열차의 출발, 가속, 감속 및 정지가 원활하게 이루어집니다. 금속스프링과 달리 자연환경에 녹이 슬거나 열화되지 않으며, 탄성파열 및 손실이 발생하지 않습니다. 고무 소재에 비해 재사용성이 뛰어나고 좋은 탄력성을 유지할 수 있습니다.

●가공 및 성형

TPEE는 용융안정성이 우수하고 열가소성이 충분하여 가공성이 좋으며 압출, 사출, 블로우성형, 회전성형, 용융주조 등 다양한 열가소성 가공기술로 가공이 가능합니다. 낮은 전단 속도에서 TPEE 용융 점도는 전단 속도에 둔감한 반면, 높은 전단 속도에서는 전단 속도가 증가함에 따라 용융 점도가 감소합니다. TPEE 용융물은 온도에 매우 민감하기 때문에 용융점도가 10도 범위 내에서 수배에서 수십배로 변화하므로 성형 시 온도를 엄격하게 관리해야 합니다.

결론

현재 열가소성 엘라스토머에 대한 통일된 명칭은 없습니다. 영어 약어를 사용하는 것이 일반적입니다. 통일성을 위해 모두 TPE 또는 열가소성 엘라스토머라고 합니다.

(1) TPE=TPR은 모든 열가소성 엘라스토머와 열가소성 고무를 총칭하는 용어입니다. 중국에서는 스티렌 엘라스토머를 나타냅니다.

(2) 미국, 대만 및 기타 지역에서는 스티렌 엘라스토머 TPE(SBS, SEBS, SIS 매트릭스) 및 동적 가황 고무 TPV(EPDM + PP-X)가 분류되지 않으며 총칭하여 TPR이라고 합니다.

(3) EPDM + PP 엘라스토머는 폴리올레핀 엘라스토머에 속합니다. 즉, TPV와 TPO는 동일한 개념입니다.

(4) 폴리올레핀 엘라스토머 TPV/TPO의 차이점: a. 공통점: TPO와 TPV는 모두 EPDM(폴리올레핀 엘라스토머)+PP로 만들어진다. 비. 차이점: TPO-폴리올레핀 열가소성 엘라스토머; TPV-동적으로 가황된 열가소성 탄성중합체 고무; TPO는 단순한 물리적 혼합물(부분 가황, 낮은 가교도)이고, TPV는 완전 가황(매우 높은 가교도를 갖는 동적 미크론 수준 분할 완전 가황)입니다.

(5) TPU: 내마모성, 큰 신축성; 탄력성이 낮고 산, 알칼리, 기름에 강하지 않습니다. TPV: 산, 알칼리, 오일, 날씨 및 고온에 대한 내성, UV 저항성, 최고의 탄력성; 나쁜 스트레칭. TPE/TPR: 모든 측면에서 평범한 성능, 가장 저렴한 단가.