Материалы для эластичных уплотнителей

Народная мудрость различает разницу между резиной и пластиком. При этом, все, что подвижно, относится к резине, а все остальное - к пластику. В данной статье затрагивается многообразный мир полимеров, используемых для производства эластичных уплотнителей. Исходным сырьем для полимера почти всегда является органический мономер - вещество, которое может соединяться за счет химической реакции в цепочки молекул. Данный процесс соединения называется полимеризацией или сополимеризацией. Слово „Полимер“ происходит из греческого языка и означает: “ПОЛИ” = много, “МЕР” = часть.

Полимеры

• Термопласты (полистирол, ПВХ, полипропилен, полиэтилен..)

• Термопластичные эластомеры (TPU, TPO, SBS, SEBS, SEPS)

• Эластомеры (EPDM, SBR, NBR...)

• Дуропласты (Фенольные и меламиновые смолы, эпоксидные и полиэфирные смолы

История

В природе существуют натуральные молекулы в форме цепей, из которых самым известным является натуральный каучук. Его получают из сока (латекса) каучукового дерева. Благодаря применению добавок, таких как сажа, пластификаторы, ускорители и сера образуется каучуковая смесь, которую можно перерабатывать в конечный продукт. Его эластичные свойства образуются за счет вулканизации и химического сшивания отдельных молекулярных цепочек друг с другом. Натуральный каучук обладает превосходными механическими и динамическими характеристиками, однако его устойчивость к погодным воздействиям и к маслам ограничена. С 1906 года происходит развитие производства синтетического каучука. Благодаря специальным катализаторным системам с 1959 года стало возможно производство наиболее используемого в настоящее время универсального каучука - этиленпропиленкаучук (EPDM). С 1960 года стали применяться первые термопластичные эластомеры (TPE). Сегодня доля термопластичных эластомеров составляет около 15%, при этом их темпы роста доли среди полимеров самые высокие. Это объясняется главным образом замещением традиционных материалов, таких как термопласты и эластомеры. Что такое термопластичные эластомеры?

По структуре и своим свойствам термопластичные эластомеры (TPE) находятся между термопластами и эластомерами.

Подобно термопластам термопластичные эластомеры TPE становятся пластичными за счет нагревания, а при охлаждении вновь проявляют эластичные свойства. В противоположность химическому сшиванию эластомеров в случае TPE речь идет о физическом сшивании, которое является обратимым за счет повторного нагрева. Внутри группы материалов термопластичных эластомеров (TPE) существуют различные классы. Важной отличительной чертой является химико-морфологическая структура TPE: с одной стороны класс блок-сополимеров, с другой стороны сплавы эластомеров. В зависимости от химической основы отдельные классы проявляют различные свойства.

Структура стирол-блок-сополимера | Структура эластомерных сплавов

Преимущества TPE перед эластомерами:

• Термопластичная обработка
• Большая свобода в дизайне профилей уплотнителей
• Подходят для многокомпонентной технологии – коэкструзии (твердые/мягкие части профилей)
• Возможность 100% переработки
• Низкое энергопотребление при производстве
• Не требуется вулканизация при производстве – более экологически безопасное производство
• Простая машинная технология производства
• Малый конструкционный вес профилей
• Многообразный, долговечная технология окрашивания профилей
• Нет отклонений от партии к партии по размерам и цвету

Недостатки TPE перед эластомерами:

• Высокие материальные затраты
• Невозможна температурная перегрузка (плавятся)
• Малая защита “Know-how“ для разработчиков строительных деталей и материалов

Химические и физические свойства TPE, эластомеров и термопластов Для сравнения различных материалов и смесей и оптимального применения смести тестируются по стандартным процедурам. Самыми важными критериями являются твердость, остаточная деформация, удлинение при разрыве и прочность на разрыв, а также сопротивление разрастанию трещин на физическом уровне. Важнейшие химические характеристики: устойчивость к УФ-лучам и озону, воздействию внешней среды. Еще одним пунктом является устойчивость к перепадам температур. Испытания служат также для проверки качества смесей. Таким образом при обнаружении отклонения смеси от нормы ее партия не допускается для производства.

Область применения TPE-материалов

Современный материал широко распространен в технических, общеупотребительных продуктах повседневного потребления, а также в изделиях отрасли High-Tech.

Будущее

В своей общей массе уплотнители должны приобрести новые или значительно улучшить свои текущие характеристики, такие как звуко- и теплоизоляция. Данные функции выполняются с помощью хорошо подобранными TPE материалами значительно лучше, чем, например, EPDM. Например, профили с тонкими стенками, почти неограниченная палитра цветов и способность к приклеиванию.

Вклад участника:

Участник:Нестеров Борис