Quais são as propriedades da borracha termoplástica TPR?

Nos últimos anos, com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, os problemas ambientais tornaram-se cada vez mais proeminentes, e a produção e aplicação de materiais ecologicamente corretos têm recebido cada vez mais atenção. O TPR pertence à classe dos termoplásticos . Devido às suas excelentes propriedades mecânicas e térmicas, é um material ecologicamente correto amplamente utilizado na produção industrial, em automóveis, eletrodomésticos e em outros setores.
A seguir, analisaremos detalhadamente a definição, as características e a aplicação da borracha termoplástica (TPR) em diversos campos , com o objetivo de proporcionar aos leitores uma compreensão mais abrangente e aprofundada.

O que é borracha termoplástica (TPR)?

O TPR (material de borracha termoplástica) é um material de borracha termoplástica . Trata-se de um material de borracha macia termoplástica com elasticidade semelhante à da borracha, que pode ser processado e moldado diretamente (por exemplo, moldagem por injeção, extrusão, moldagem por sopro, etc.) sem vulcanização.

Os materiais TPR são baseados em borracha termoplástica de estireno-butadieno (por exemplo, SBS, SEBS), modificada pela adição de resinas (por exemplo, PP, PS), cargas, plastificantes e outros aditivos funcionais. Em resumo, trata-se de um material compósito recuperável, elástico e maleável. Uma das principais características dos materiais TPR é a sua elevada resistência à fadiga, que lhes permite suportar elevadas tensões de flexão e apresentar uma longa vida útil.

TPR, o termo mais usado para elastômeros termoplásticos , refere-se a materiais modificados com elastômeros de estireno, como SBS e SEBS. Os fornecedores de materiais TPR denominam os materiais elastoméricos modificados com SBS como TPR e os materiais modificados com SEBS como TPE para facilitar a diferenciação. Mas, na verdade, TPE é um conceito amplo que inclui elastômeros de estireno, SEBS, materiais modificados com SBS, mas também TPU, TPV, TPEE, TPO e outros materiais elastoméricos.

Principais propriedades físicas e químicas do TPR

A borracha termoplástica (TPR) é um material termoplástico macio que combina a alta elasticidade, a alta resistência e a alta resiliência da borracha. A seguir, apresentamos uma introdução detalhada às principais propriedades físicas e químicas, parâmetros de desempenho e normas industriais da TPR:

Propriedades mecânicas

• Resistência à tração: A resistência à tração dos materiais TPR geralmente varia entre 1 e 20 MPa . O valor específico depende da fórmula do material e da tecnologia de processamento. Com a adição de materiais de reforço, como fibra de vidro, a resistência à tração pode ser aumentada para 25 MPa.
• Resiliência: O material TPR possui excelente resiliência , geralmente superior a 85%, o que é melhor do que o material PVC e próximo ao nível da borracha natural. Isso confere aos materiais TPR vantagens significativas na absorção de impactos e na propriedade antiderrapante.

Propriedades térmicas

1. Ponto de fusão: O ponto de fusão dos materiais TPR apresenta uma ampla faixa , geralmente entre 130 e 200 °C. O valor específico depende da proporção de SEBS (copolímero em bloco de estireno-etileno/butileno-estireno) e SBS (copolímero em bloco de estireno-butadieno-estireno) no material.
   Limite superior de resistência térmica de curto prazo: O limite superior de resistência térmica de curto prazo dos materiais TPR é geralmente de 120 °C. Ultrapassar essa temperatura pode causar a diminuição do desempenho do material.
2. Ponto de fragilização a baixas temperaturas: O ponto de fragilização a baixas temperaturas dos materiais TPR geralmente fica em torno de -40°C, ou até mesmo chega a -55°C, sendo adequado para uso em áreas extremamente frias.

estabilidade química

• Resistência à água: A taxa de absorção de água dos materiais TPR é baixa, geralmente inferior a 0,5%, o que é melhor do que materiais como o EVA (copolímero de etileno-acetato de vinila).
• Resistência a óleo: Os materiais TPR têm resistência relativamente baixa a óleos e podem inchar quando expostos a óleo mineral. Sua resistência a óleos pode ser melhorada por meio de métodos como a modificação por fluoração.

Certificação de segurança

1. Livre de ftalatos: O material TPR não contém substâncias nocivas como ftalatos e atende aos requisitos de proteção ambiental e segurança.
2. Sem látex: O material TPR não contém ingredientes de látex e é adequado para pessoas alérgicas a látex.

Os materiais TPR obtiveram diversas certificações internacionais de segurança, como REACH, RoHS, LFGB, etc., incluindo REACH (Regulamento Europeu de Registo, Avaliação, Autorização e Restrição de Substâncias Químicas), RoHS (Restrição da utilização de determinadas substâncias perigosas em equipamentos elétricos e eletrónicos) e LFGB (Lei Alemã dos Alimentos e Produtos de Uso Diário), que comprovam que o material cumpre as normas internacionais de segurança.

Indicadores de desempenho e requisitos de padrões da indústria

Parâmetros de desempenho: Os parâmetros de desempenho dos materiais TPR apresentam características diferentes devido às variações na formulação do material e no processo de fabricação. Exemplos incluem resistência à tração, alongamento e alongamento na ruptura. Em condições normais, a faixa de dureza deste material é bastante ampla (Shore 0-100A), sua taxa de contração varia entre 1,5% e 3%, e o alongamento pode atingir valores entre 300% e 1500%.

Norma da indústria: Na China, a norma da indústria seguida para produtos de TPR é a GB/T 32447-2015 "Borracha Termoplástica" (TPR). A norma foi proposta e organizada pela Associação Chinesa da Indústria de Processamento de Plásticos. Esta norma descreve detalhadamente todos os aspectos da TPR, incluindo sua definição, tipos, padrões, métodos de teste, critérios de inspeção, bem como rotulagem, embalagem, manuseio e armazenamento. Há muitos fatores a serem considerados ao realizar o controle de qualidade em produtos de borracha para contato com alimentos, incluindo a seleção de matérias-primas, a tecnologia de processamento e se o produto foi rigorosamente testado antes do uso. Além disso, em termos de TPR para materiais em contato com alimentos, a China segue a norma de teste GB4806.1, que é semelhante à prática da FDA dos EUA, e ambas exigem testes de dissolução em água destilada e n-hexano. Atualmente, a norma da UE é baseada na EU1935/2004, que é usada principalmente para a detecção de dissolução em água destilada, ácido acético a 3% e álcool a 50%.

Quais são as vantagens dos materiais TPR?

Os materiais de borracha termoplástica oferecem as seguintes vantagens :

• Pode ser reciclado e economiza energia de forma eficaz. É um material ideal para substituir a borracha e o gel de sílica.
• Economia de energia. A maioria dos elastômeros termoplásticos não necessita de vulcanização ou o tempo de vulcanização é muito curto, o que melhora significativamente a eficiência da produção e reduz o ciclo de moldagem.
• Ecológico, atóxico e seguro, com excelente coloração e toque macio. Os materiais TPE não introduzem metais pesados ​​nem plastificantes ftalatos tóxicos no processo de produção, estando em conformidade com as normas RoHS, REACH, EN71, PAHs e testes de proteção ambiental da FDA. É um ótimo material para substituir o PVC.
• As propriedades são relativamente estáveis, com boa resistência à temperatura (faixa de temperatura de serviço de -50 a 100 °C), resistência ao envelhecimento, resistência química e resistência a solventes. Desempenho de processamento superior.
• Pode ser moldagem por injeção secundária, revestida e colada com PP, PE, PC, PS, ABS e outros materiais de matriz, ou formada separadamente.
• Possui as características de alta elasticidade da borracha e da moldagem por injeção .

Quais são as desvantagens dos materiais TPR?

Embora os materiais TPR ofereçam muitas vantagens, também apresentam algumas desvantagens:

• Os materiais podem tornar-se quebradiços ou perder a sua flexibilidade fora da faixa de temperatura em que são utilizados.
• Possui propriedades de elasticidade e resiliência inferiores às da borracha natural ou sintética.
• Sob condições de carga fixa, existe o risco de fluência ou deformação ao longo do tempo, o que pode causar alterações nas dimensões do objeto.
• A proteção contra raios ultravioleta (UV) é relativamente fraca, o que representa um perigo oculto em cenários de aplicação ao ar livre.
• Isso pode tornar a sobremoldagem ou a montagem do produto usando adesivos mais complicada devido à má adesão a outros materiais.

Quais indústrias utilizam o material TPR?

1. Indústria automobilística

• Tampa protetora contra poeira da junta homocinética, tampa da caixa de direção, tampa do amortecedor, tampa protetora contra poeira, etc.
• Vedantes de portas e janelas automotivas , vedantes mecânicos, rodas, etc.
• Presilha do cabo da antena de satélite do carro, conjunto da fechadura do porta-malas, conjunto da fechadura da porta, etc.
• Cobertura do airbag, chassi com absorção de impacto, revestimento do chassi resistente a pedras, etc.

2. Indústria de bens de primeira necessidade

1. Punhos, cabos de escova de dentes, foles, telescópios, etc.
2. Substituição altamente transparente para mamilos de silicone, colheres, peças elásticas de chuveiro, louças sanitárias, etc.
3. Toalhas de mesa macias, cortinas, caixas para presentes, caixas para geladeira, tapetes antiderrapantes, etc.

3. Materiais industriais leves e materiais culturais e esportivos

• Ferramentas manuais, ferramentas elétricas, máscaras de gás, rodízios, etc.
• Diversos tipos de grips para raquetes, bicicletas, motocicletas, malas e bagagens, etc.
• Peças de borracha para tampas de canetas, equipamentos de mergulho, bolas de rato, protetores de peito, protetores bucais, etc.
• Equipamentos esportivos como (tacos de golfe, bastões de esqui), tacos de borracha, (tensores), mangueiras, joelheiras, etc.

4. Instrumentos médicos

1. Rolhas para frascos de soro fisiológico, rolhas descartáveis ​​para seringas, bolas para limpeza de ouvidos, bolsas de plasma, etc.
2. Luvas cirúrgicas, vestuário de proteção médica, materiais de borracha sanitária para uso médico, etc.

5. Indústria de manufatura e construção

• Vedações, correias transportadoras, trilhos de elevadores, lavadoras de alta pressão, etc.
• Membranas decorativas, faixas decorativas, juntas de dilatação para pontes, materiais alternativos ao PVC, etc.

6. Produto eletrônico

• Estojos, botões, etc. para fones de ouvido, carregadores, baterias externas, monitores, etc.

Os materiais TPR são amplamente utilizados em diversas indústrias devido à sua boa elasticidade e resistência ao desgaste , além de serem ecologicamente corretos e fáceis de processar. Ao mesmo tempo, a aplicação de materiais TPR continua a se expandir e aprofundar, atendendo às necessidades de cada vez mais setores.

TPR vs. Silicone/Borracha: Qual a diferença?

1. Comparação de propriedades

A resistência superior à abrasão e a capacidade de suportar cargas do TPR o tornam particularmente valioso em indústrias onde o estresse mecânico é predominante.

2. Aplicações e Usos

O TPR é vantajoso em aplicações que exigem durabilidade sob estresse físico:

1. Correias e mangueiras automotivas sujeitas a estresse dinâmico
2. Componentes de amortecimento de vibração em máquinas
3. Tapetes de alta resistência e pisos industriais

O silicone é indispensável em aplicações sensíveis ao calor:

1. Juntas e vedações de alta temperatura para os setores automotivo e aeroespacial.
2. Luvas de proteção para cozinhar e utensílios de silicone para assar
3. Implantes e próteses médicas que exigem biocompatibilidade e resistência à temperatura.

3. Custo

O TPR geralmente oferece uma solução mais econômica para aplicações que exigem durabilidade e versatilidade, especialmente considerando o uso a longo prazo e as necessidades de desempenho. O silicone, embora ideal para aplicações especializadas, normalmente apresenta custos mais elevados devido às suas propriedades e processos de fabricação exclusivos.

Resumo

O TPR é um material plástico versátil e econômico, utilizado em diversas indústrias há décadas. Com o avanço da tecnologia e o desenvolvimento de novos materiais, o TPR continuará sendo uma opção viável para muitos produtos e aplicações no futuro.
Em breve, os materiais TPR continuarão sendo utilizados em diversas aplicações atuais, como utensílios de cozinha, peças automotivas e dispositivos médicos. À medida que a pesquisa avança os limites da ciência dos materiais, novas formulações de TPR poderão ser desenvolvidas, sendo mais resistentes, duráveis ​​e econômicas do que as formulações atuais. Além de novas formulações, novos processos e técnicas de produção podem ser desenvolvidos para produzir materiais TPR de forma mais rápida e eficiente. Isso resulta em economia de custos e prazos de entrega mais curtos para os clientes.

Finalmente, os materiais TPR podem ter usos novos e inovadores. Por exemplo, podem ser utilizados em aplicações de impressão 3D ou como substitutos de peças metálicas em equipamentos industriais. Com o desenvolvimento da tecnologia, os materiais TPR podem se tornar mais versáteis e economicamente viáveis ​​em diversos setores.
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Perguntas frequentes

1. Quais são as propriedades da borracha TPR?

A borracha termoplástica (TPR) combina a alta elasticidade, a alta resistência e a alta resiliência da borracha. Suas propriedades incluem: alta elasticidade e recuperação, excelente desempenho de processamento (não necessita de vulcanização, moldagem por injeção, extrusão ou moldagem por sopro), é ecologicamente correta e atóxica, possui ampla faixa de dureza (dureza Shore de 5 a 100), boa capacidade de coloração, resistência ao desgaste e antiderrapante, resistência à temperatura e às intempéries (em comparação com a borracha vulcanizada, que apresenta menor resistência à temperatura, mas é estável e possui alta resistência às intempéries), além de ser reciclável.

2. Qual a diferença entre TPR e borracha?

As principais diferenças entre o TPR e a borracha são o desempenho de processamento (o TPR não precisa de vulcanização, enquanto a borracha precisa), a composição e a estrutura (o TPR é uma borracha termoplástica de estireno-butadieno misturada e modificada, enquanto a borracha é um composto polimérico) e certas propriedades específicas (como a resistência à temperatura e a resistência ao desgaste, que podem variar dependendo do material).

3. Quais são os diferentes tipos de materiais TPR?

Os materiais TPR incluem muitos tipos, como elastômero termoplástico de poliuretano (TPU), elastômero termoplástico de poliolefina (como TPR à base de SBS e SEBS), elastômero termoplástico de cloreto de polivinila (TPVC), elastômero termoplástico de poliéster e elastômero termoplástico de poliamida (TPAE), etc.

4. Quais são as propriedades e características dos termoplásticos?

Amolece quando aquecido e endurece quando resfriado, podendo ser moldado repetidamente; é fácil de processar e pode ser moldado por injeção, extrusão e sopro, apresentando alta eficiência de produção; possui desempenho estável, estrutura polimérica linear e não está sujeito à reticulação térmica; é reciclável, economizando recursos e reduzindo a poluição; apresenta diversos tipos para atender a várias necessidades; possui certas propriedades físicas e mecânicas, mas baixa resistência ao calor e rigidez.

Recurso

1.TPR

2. Elastômero termoplástico