Сайт И.А. Барвинского
 

    Перейти в раздел:    
Начало справочника

      

  

Справочник по литьевым термопластичным материалам

Термопластичные вулканизированные эластомеры на основе полиолефинов (TPV, EPDM/PP, EPR/PP)

И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская
Опубликовано: 2002. Обновлено: 8.02.2018.
   

Название и обозначения

     Зарубежные: Thermoplastic vulcanizate, Thermoplastic rubber, TPV, TPE-V, TPR, EPDM+PP, EPR+PP, NBR+PP.
     Отечественные: 
термопластичные вулканизированные эластомеры, термопластичные вулканизаты, термопластичная резина, ТПВ-ПО, ТПВ.

      

Класс, группа материалов

     Термопластичные эластомеры.

 

Общая характеристика и свойства

     Кристаллизующийся резиноподобный термопластичный материал. Чаще всего изготавливается на основе полипропилена и этилен-пропиленового каучука СКЭПТ (EPDM) или СКЭП (EPR) c динамической вулканизацией. Иногда используют бутадиен-нитрильный (NBR) и другие каучуки. Для снижения твердости в композицию добавляют парафиновое или другое масло.
     Температура эксплуатации: от -60 / -40 оС до +65 / +135 оС. 
    
Имеет малую плотность.
     Устойчивость к сжатию выше, чем у термопластичных стирольных эластомеров (TPE-S). Характеризуется высокой усталостной прочностью, стойкостью к знакопеременным нагрузкам.
     Имеет высокую химическую стойкость. Стоек к воде, морской воде, антифризу, водным растворам солей, разбавленным кислотам, щелочам. 
    
Отличатся высокой озоностойкостью.
     Устойчив к тепловому старению.

    
Характеризуется размерной стабильностью.
     Хорошо окрашивается (обычно рекомендуются концентраты пигментов на основе полипропилена, но это необходимо уточнить у поставщика материала). 
     Допускает сварку ультразвуком, трением и др.

        

Показатели марок

(приводятся характерные значения показателей для литьевых марок, выпускаемых современной промышленностью)
  

Показатели

TPV (EPDM+PP)
Физические  
Плотность (23 оС), г/см3 0.94 - 0.97
Механические  
Прочность при растяжении (23 оС), МПа 2 - 28
Относительное удлинение при растяжении (23 оС), % 250 - 600
Твердость по Шору (23 оС) A35 - D65
  

    

Примеры применения

     Крупногабаритные и сложные по геометрии автомобильные детали. Покрытие для педалей. Уплотнения для окон, фар и др. Брызговики.
     Сиденья для велосипеда.
     Гибкие детали бытовой и оргтехники. Эластичные детали
мобильных телефонов. Эластичные корпуса клавиатуры компьютеров. Шарики для мышки. Ролики для подачи бумаги в оргтехнике.
     Шланги, фитинги и уплотнения стиральных и посудомоечных машин.
     Рукоятки ручного инструмента. Рукоятки и эластичные детали электроинструмента (дрели и др.).
     Рукоятки строительного инструмента (кистей, мастерков и др.).
     Гибкие детали кухонных принадлежностей (для автоматической мойки). 
     Детали обуви (подошва и др.).  
     Гибкие детали медицинского назначения. Поршни для шприцев.
     Детали электротехнического назначения. Гибкие разъемы. 
     Гибкие детали пишущих принадлежностей (авторучек). 
     Аксессуары для купания.
     Уплотнения. Уплотнительные кольца.
     Гибкие ремни.
    
Колеса для колясок.
     Колеса для игрушечных машин. Гибкие игрушки. 

   

Переработка

     Температура материального цилиндра: 195 - 210; 215 - 230 оС. 
     Температура формы: 10 - 80; 40 - 50; 60 - 100 оС.

      Допустимая влажность: < 0.06 - 0.08 %.
     Температура сушки: 70 - 80
оС.
     Время сушки: 2 - 4 ч  (время сушки зависит от типа сушилки).
     Точка росы (осушенного воздуха): -18
оС.
     Высушенный материал не должен находиться на воздухе более 30 мин.
    
Макс. давление при впрыске зависит от вязкости материала, конструкции изделия (толщина, длина затекания) и литниковой системы.
     Допускает вторичную переработку до 100% (20% рекомендуется).
     Не допускается переработка на одной машине с ПВХ или ПФ, т.к. их присутствие в следовых количествах вызывает деструкцию
термопластичных вулканизатов.

     Примечания: Температура материального цилиндра может значительно отличаться от фактической температуры расплава из-за диссипативного тепловыделения при течении вязкой жидкости и других факторов. Фактическую температуру расплава нельзя определить путем ее измерении при открытой литьевой форме. 
     Оптимальный режим литья конкретного изделия для определенной марки термопластичного материала может быть определен с помощью инженерных расчетов.    

  

Типичные проблемы литья под давлением

     Недолив.
     Облой.
     Низкое качество спаев.
     Проблемы уплотнения: утяжины, волнистая поверхность.
     Коробление с потерей устойчивости.
     Несоответствие размеров.
     Маслянистые пятна (из-за фазового разделения).
     Залипание отливки в форме (для марок с низкой твердостью).
     Слабая адгезия при 2-х компонентном литье (в том числе с ПП).

     Проводятся платные консультации по анализу причин брака проблем литья и их устранению (в том числе с использованием инженерных расчетов).

  
  
Технологическая усадка при литье под давлением

     Типичная технологическая усадка: 0.5 - 0.8; 1.0; 1.2; 1.5; 1.8; 2.0; 2.7; 3.2; 4.1; 5.5 - 6.0%.

     Примечания: Технологическая усадка литьевых термопластичных материалов может выходить за пределы диапазона значений, определенного на стандартных образцах. Она зависит от конструкции изделия и литьевой формы, а также технологического режима литья. Подробнее о колебании усадки. 
     Усадочное поведение термопластичных эластомеров отличается высокой сложностью, и может значительно изменяться от марки к марке при изменении твердости материала. Термопластичные эластомеры с малой твердостью могут давать отрицательную технологическую усадку.

            

Торговые марки (изготовители)

    Армлен ПП ТЭП (Полипластик)
    Квартопрен (Кварт, Казань)
   
Actymer (Riken Technos Corp.)
   
Badaprene (Bada)
   
DIOSHY TPV (DIOSHY)
   
Dryflex TPV (HEXPOL TPE)
    Dynaflex (PolyOne)
    Enflex-V (Enplast)
   
Forprene (SO.F.TER)
    Garaflex (Mexichem)
   
K-Prene XL (Technovinyl Polymers India)
    Santoprene (ExxonMobil Chemical)
    Sarlink (Teknor Apex)
   
Taroprene (Taro Plast)
    Tivilon
(API)
   
TPV (Shanghai Lin Gen Rubber Materials) EPDM+PP, NBR+PP

         

Конструирование изделий и литьевых форм

     Проводятся платные консультации.

  
Литература

     Вольфсон С.А. Внимание! Этиленпропиленовый каучук выходит на первое место // Пласт. массы. 1999. № 4. С. 6-8.
     Вольфсон С.И. Динамически вулканизованные термоэластопласты: получение, переработка, свойства. - М.: Наука, 2004. 173 с.
     Канаузова А.А., Юмашев М.А., Донцов А.А. Получение термопластичных резин методом "динамической вулканизации" и их свойства. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1985. 66 с.
    
Кресге Э. Смеси полимеров со свойствами термоэластопластов // Полимерные смеси / Под ред. Д. Пола, С.Н. Ньюмена. -М.: Мир, 1981. Том 2. С. 312-338.
     Литье пластмасс под давлением / Под ред. Т. Оссвальда, Л.-Ш. Тунга, П.Дж. Грэманна. Пер с англ. под ред. Э.Л. Калинчева. -СПб: Профессия, 2006. 712 с.
     Миронюк В.П., Ковалева Г.В., Григорьева Т.В. Олефиновые термопластичные эластомеры - новые перспективные композиционные материалы. -Л.: ЛДНТП, 1988. 28 с.
     Мусоев С.С., Ядгарова Н.А., Андрианова Г.П., Карпухин А.А. Оптимизация режимов формования "динамических" термоэластопластов // Кожевенно-обувная промышленность. 2003. № 6. С. 47-48.

     Angus J. Fully vulcanized EPDM/PP TPV developments in automotive, building and construction materials // Rubber World. 2001. Oct.
     Batra J., Andries J., Saunders K.G., Wallace L., Swaminathan S. New thermoplastic vulcanizates // Rubber World. 1999. May.
     Cail B.J., Demarco R.D. New heat and oil resistant thermoplastic vulcanizate (TPV) for demanding underhood applications // SAE Paper 2003-01-0942. 2003.

    
Chemical resistance properties of TPEs for the cosmetics and toiletries Industry. Edvanced Elastomer Systems, 1998. 15 p.
     Coefficient of friction - Santoprene rubber versus steel, aluminium, polypropylene. Edvanced Elastomer Systems, 1998. 7 p.
     Coran A.Y. Thermoplastic elastomeric rubber-plastic blends // Handbook of elastomers. 2 nd edition / Ed. by A.K. Bhowmick, H.L. Stephens. – N.Y., Basel: Marcel Dekker, 2001. 922 p. Ch. 10. P. 265-320.
     Costa F.R., Dutta N.K., Choudhury N.R., Bhowmick A.K. Thermoplastic elastomers // Current topics in elastomers research / Ed. by A.K. Bhowmick. CRC Press (Taylor & Francis Group), 2008. P. 101-164.
     Gabriele M.C. Move over rubber! Today's TPEs have more to give // Plast. Technol. 1995. № 6.
     Gedeon B.J. Anisotropy in thermoplastic elastomers // Rubber World. 1998. Oct.
     Gordon J.J., Lemieux M.A. Thermoplastic elastomers for automotive applications - past, present and future // Rubber World. 1999. Aug. P. 40-42.

    
Grips design made easy. Edvanced Elastomer Systems, 2001. 11 p.
     Guide for injection molding for thermoplastic rubber. Edvanced Elastomer Systems, 2001. 70 p.
     Guidelines for the injection molding of Sarlink. DSM Elastomers, 2002. 20 p.
     Hatch B. The troubleshooter, part 18: Dimples in overmolded TPR // Inj. Mold. Mag. 1997. Nov.
     Holden G. Thermoplastic elastomers // Kirk-Othmer encyclopedia of chemical technology. 4 th edition. 27 volumes. John Wiley & Sons, 1998. V. 9. 543 p. P. 11-22.
     Holden G. Understanding thermoplastic elastomers. – Munich: Hanser, Hanser Gardner, 2000.
     Holden G. Elastomers, thermoplastic // Encyclopedia of polymer science and technology. 12 volumes. 3rd edition / Ed. by. H.F. Mark. V. 6. John Wiley & Sons. 2004. P. 63-88.
     Hudson J.A. Injection molding thermoplastic elastomers // Rubber World. 1989. July.
     Hudson J.A. Injection molding thermoplastic elastomers // Rubber World. 1991. July.
     Ivan G. Dynamic vulcanization: an accessible way to thermoplastic elastomers // Iranian J. of Polym Sci. and Technol. 1993. V. 2, № 1. P. 3-11.
     Karger-Kocsis J. Thermoplastic dynamic vulcanizates // Polypropylene: An A–Z reference / Ed. by J. Karger-Kocsis. - Dordrecht, Boston, London: Kluwer Academic Publishers, 1999. 968 p. P. 853-858.
     Kear K.E. Developments in thermoplastic elastomers (Rapra Review Reports. V. 166). Rapra Technologies, 2003. 144 p.
     Kresge E.N. Synthesis and morphology of TPEs // Rubber World. 1993. May.
     Kresge E.N. Advances in TPE polymer blends // Rubber World. 1997. Oct.

     La Tulippe Ch.J. Coextrusion and overmolding extend TPV applications // Mod. Plast. 1994. June. P. 51-52, 54.
     Leaversuch R.D. Vulcanized TPEs expand role to interior parts // Mod. Plast. 1993. June. P. 24, 27.
     Leaversuch R.D. Thermoplastic elastomers: User-friendly versions propel growth curve // Mod. Plast. Int. 1998. Jan. P. 73.
    
Leaversuch R.D. ‘Soft-touch’ grades propel TPE growth // Mod. Plast. Int., 1999. Jan. P. 62.
    
Leaversuch R. ‘Super-TPVs’ the new challenge to rubber // Plast. Technol., 2004. Aug.
    
Maier C., Calafut T. Polypropylene - Definitive user's guide & databook. Plastics Design Library, 1998. 432 p.
    
Mapleston P. New polymer options boost growth in TPE formulations // Mod. Plast. Int. 1999. Aug. P. 42.
     Margolis J.M. Elastometic materials and processes
// Modern plastics handbook / Ed. by C.A. Harper. McGraw-Hill, 2000. P. 3.1-3.52.
     Mehta S., Tan O. New TPE bonding technology and various overmolding processes for TPV applications // Rubber World. 2001. Oct.
     Morris H.L. TPR thermoplastic rubber // J. Elastom. Plast. 1974. V. 6. P. 121-141.
     Pfeiffer J.E., Smola J.D., Gustin C. Electrical applications for TPVs // Rubber World. 2002. Oct. P. 31-33.
     Polymer blends and alloys / Ed. by G.O. Shonaike, G.P. Simon. Marcel Dekker, 1999. 745 p.
     Polyolefin blends / Ed. by D. Nwabunma, T. Kyu. John Wiley & Sons, 2008. 667 p.

     Processing and mold design considerations for O-ring seals molded in Santoprene rubber. Edvanced Elastomer Systems, 1998.
     Qureshi N., Martel S., Saunders K., Batra J., Patel R. New thermoplastic vulcanizates (TPVs) // Rubber World. 2001. Oct. P. 52-53, 55, 57. 
     Ripple W. Overmolding of TPEs: engineered solutions for consumer product differentiation // Rubber World. 2002. Dec.
     Thermoplastic elastomers. 2nd edition / Ed. by G. Holden, N.R. Legge, R.P. Quirk, H.E. Schroeder. – Munich: Hanser, Hanser Gardner, 1996.
     Thermoplastic elastomers from rubber plastic blends / Ed. by S.K. De, A.K. Bhowmick. – London: Horwood, 1990.

     TPE processing guide. GLS Corp.
     Venkataswamy K., Varma R., Ripple W. Overmolding of TPEs: engineered solutions for consumer product differentiation // Rubber World. 2002. Dec.

    
   
           
Rambler's Top100   SpyLOG    Copyright (C) Барвинский И.А., Барвинская И.Е., 2000-2018

Перепечатка публикаций сайта допускается только с разрешения авторов