Новейшие «мягкие» термопластические эластомеры, TPE, открывают пластпереработчикам новые возможности в плане выпуска изделий с улучшенными свойствами и увеличения доходности их производства…

Диапазон представленных на рынке TPE становится все шире, а ассортимент по твердости расширяется за счет включения более мягких продуктов. Это дает производителям возможность увеличивать стоимость своей продукции, позволяет одновременно повысить доходность и лучше удовлетворить потребности заказчика. Выбор подходящего TPE и критериев применения продукта важен для того, чтобы лучше использовать возможности, которые предоставляют такие новые мягкие материалы из TPE. При использовании новых ТРЕ возможно улучшить продукцию так, чтобы повысить ее стоимость за счет дополнительных свойств. С использованием имеющихся в настоящее время на рынке мягких ТРЕ, обладающих свойствами от самой высокой эффективности до самой низкой, уже разработан целый ряд новых областей применения. Это повлияет на автомобильную промышленность, производство спортивных товаров и строительную отрасль.

Ручки для посуды из EPDM/PP TPV

Обзор мягких TPE
Производители ТРЕ, относящихся к различным классам, представляют на рынок новые продукты, которые становятся все мягче и мягче. В число имеющихся на рынке классов ТРЕ, которые относятся к последним мягким новинкам, входят стирольные блок сополимеры (SBC, SBS, SEBS), смеси термопластических олефинов (TPO), термопластические вулканизаты (TPV), формуемый из расплава каучук (MPR), термопластические уретаны (TPU) и сополиэфирные TPE (COPE). Эти TPE имеют широкий диапазон эксплуатационных характеристик с очень высокими верхними пределами температур и высокой устойчивостью к воздействию химических вещества, а также целый ряд других специальных свойств.
Появляются вселяющие большие надежды новые применения, такие как более мягкие высокоэффективные ТРЕ, акриловые TPV и силоксановые TPV, которые применяются в качестве автомобильных масляных уплотнений, уплотнителей багажников, коробов и пробок. Мягкие TPU успешно применяются для производства внутреннего сенсорного покрытия автомобиля. Очень мягкие SBC используются в более умеренных условиях окружающей среды, где большим преимуществом являются тактильные свойства, включая мягкие держатели ручек для письма, косметические средства и канцелярские принадлежности.

Твердость самых мягких SBC была снижена до менее 5 по Шору A по склероскопу твердомеру. Традиционные EPDM / PP TPV были представлены с мягкостью до 25 по Шору A. На рынке также имеется прекрасный TPV с низкой твердостью до 60 по Шору A. Поставщики TPU предлагают потребителям новые мягкие марки до 50 по Шору A. Также имеются некоторые виды более мягких ТРЕ. В других классах ТРЕ также имеются некоторые мягкие ТРЕ, которые могут рассматриваться как кандидаты для различных применений. Сюда относятся новые TPV, силоксановый каучук/полиэфир или полиамидный TPV, который называется TPSiV, а также этилен акрилат TPV, AEM TPV, который может использоваться там, где необходимо использование очень высоких температур и хорошая устойчивость к воздействию жидких углеводородов. ТРЕ из смеси PVC/NBR можно использовать там, где в ограниченном объеме используются высокие температуры, но необходима хорошая устойчивость к воздействию жидких углеводородов. Среди предлагаемых ТРЕ реакторного типа, такие виды как: полиолефиновый пластомер, POP, полиолефиновый эластомер, POE, и реакторный TPO, являются классами для крупносерийного применения. Сополиамидный TPE, COPA, является правильным выбором для некоторых высокотемпературных применений, требующих высокой устойчивости к воздействию жидкости; он поставляется в виде более мягких марок по сравнению с COPE.  Относительная твердость различных классов ТРЕ показана на приведенной ниже диаграмме, также дано сопоставление с термоотверждающимся каучуком.

Выбор мягкого TPE
Чаще всего основной причиной использования мягкого TPE является стремление усилить контакт, который возникает у потребителя при использовании продукта. Обычно здесь имеет место непосредственный контакт с рукой человека. Поэтому основным критерием выбора продукта является место контакта твердого материала с рукой человека.

 
Диапазоны твердости TPE
Приведенная выше диаграмма представляет диапазон твердости со значениями, которые выше или ниже твердости человеческой руки. Помимо такой твердости еще одним фактором является также воспринимаемая твердость, которая определяется степенью прогибания предмета в тот момент, когда его держат в руке. Более толстые слои TPE прогибаются больше, поэтому ТРЕ более твердой марки будет восприниматься как мягкий, если он представлен в виде более толстого слоя. Для более тонких слоев нужна более мягкая марка для того, чтобы добиться такого же восприятия мягкости при прикосновении к продукту или когда его берут в руку. Другим важным для восприятия мягкости фактором является коэффициент трения, поскольку высокий коэффициент уменьшает величину усилия, которое необходимо для того, чтобы взять продукт в руку или привести в действие. Меньшая величина усилия часто оказывает благоприятное воздействие на эргономику и воспринимаемую эксплуатационную готовность продукта.

Также на восприятие потребителем простоты использования и, потенциально, мягкости влияет эластичность детали. Продукты с более низкой твердостью будут обладать большей эластичностью, которая может быть желательной для некоторых применений. Там, где не присутствует жесткая подложка, уменьшение толщины также может дать то же преимущество: возможность перехода к более мягкой марке ТРЕ. Уменьшение толщины также будет означать, что понадобиться меньше материала, а это дает преимущество снижения затрат на производство детали, а для литьевого формования также и преимущество уменьшения необходимого срока формования. Оптимальным выбором для детали является правильное соотношение параметров конструкции детали и твердости ТРЕ.

Помимо увеличения мягкости и эластичности производители ТРЕ представили на рынок продукты, обладающие способностью связываться с конструкционными термопластами. В рамках различных классов ТРЕ имеются марки со способностью связываться с самыми различными подложками. Продукты с улучшенными свойствами можно получать с помощью формования поверх более мягкого ТРЕ на структурную подложку из конструкционного термопласта. Исторически многие детали, которые имеют в своем составе мягкий ТРЕ, изготавливались одним из нескольких способов, в число которых входят:
1. отдельное формование фрагмента из ТРЕ и сборка этого фрагмента и компонента из конструкционного термопласта;
2. формование поверх TPE на компонент из конструкционного термопласта с использованием механической инкапсуляции для закрепления его на месте;
3. формование поверх TPE с использованием клеящего вещества для связывания ТРЕ с конструкционным термопластом.

Теперь, когда на рынке имеются новые марки, можно формовать ТРЕ непосредственно поверх на конструкционные термопласты, и получать прочное и долговечное соединение. Эта операция особенно хорошо осуществляется при использовании технологии двойного (множественного) литьевого формования и простого двухэтапного формования поверх. Обычно удается получить надежное склеенное соединение, что дает повышение качества. Такое повышение качества обычно является результатом улучшения механической надежности и долговечности соединения, а также улучшения последовательности формования.
Формование поверх дает возможность использования двух, трех и более цветов для изготовления продукта с фрагментом из мягкого ТРЕ, который выполнен из подходящего по тону цвета. Мягкие ТРЕ можно производить с использованием широкого диапазона цветов. А некоторые ТРЕ еще и прозрачны. Мягкость на ощупь может также сочетаться с улучшенными эстетическими свойствами за счет использования цветов и дизайна. Креативные конструкции с применением множества цветов и тактильной мягкости, открывают большие возможности для улучшения эстетических свойств и дифференциации продукции из мягких ТРЕ. Эти возможности можно легко преобразовать в добавочную стоимость и ценовые возможности, так же как и в маркетинг брэндовых товаров.

Рынки и применение
Мягкие TPE используются на стольких рынках и у них столько применений, что все они не могут быть перечислены за такое короткое время, но некоторые из них включены в приведенную ниже таблицу.

Рынки и применения мягких TPE

У большинства рынков и отраслей имеются самые различные применения, для которых могут быть использованы ТРЕ. Так большинство применений, которые перечислены в списке типичных применений, может выиграть от использования мягких ТРЕ. Материалы из ТРЕ, относящихся к различным классам, пригодны для различных применений, указанных в списке, причем список этот далеко не исчерпывающий. Для того, чтобы определить, с какого класса ТРЕ следует начинать процесс отбора, надо изучить эксплуатационные характеристики и экологическое воздействие. Исследование механических свойств, геометрии, среды проектирования и других параметров приведет к сведению выбора к лучшей марке ТРЕ, которые должен рассматриваться для данного применения. Поставщики материалов из ТРЕ, консультанты по проблемам дизайна, базы данных материалов являются ценными источниками, которые используются в процессе отбора исходных кандидатов для данного применения.

Корпус из MPR для ноутбука

Многие компании могут использовать мягкие ТРЕ для разработки новых вариантов продукции с увеличенной стоимостью, которые характеризуются тактильной мягкостью и улучшенной эргономикой для улучшения их восприятия потребителями. Они могут быть использованы для конкурентного разграничения продукции, и, возможно, они будут давать новые ценовые возможности за счет стоимости от большей обработки, добавленной к продукту усовершенствованиями конструкции и идентификацией брэнда. Наилучшими возможностями для начального этапа часто являются продукты и компоненты, для изготовления которых используется обычный термоотверждающийся каучук. Тем не менее, воспользоваться преимуществами, которые предоставляют конструкция и эксплуатационные характеристики мягких ТРЕ, могут и многие продукты и компоненты, для изготовления которых ранее не использовали термоотверждающиеся каучуки. Выбор ТРЕ требует оптимизации соотношения между рабочими параметрами ТРЕ и требованиями к эксплуатационным характеристикам, а также конструкции продукта и его эстетическим свойствам.

Кеннет Кир,
http://www.omnexus.com