Wulkanizaty termoplastyczne (TPV, TPE-V)
Wulkanizaty termoplastyczne różnią się budową od dotychczas omawianych TPE-S i TPU. Nie mają struktury blokowej, a tworzą je fazy kauczuku i termoplastu poddane procesowi dynamicznej wulkanizacji podczas mieszania w stanie stopionym. Ich przetwórstwo nie wymaga urządzeń wykorzystywanych w przemyśle gumowym – można je przetwarzać metodami obróbki termoplastycznej. TPV cechują się doskonałymi właściwościami barierowymi i mechanicznymi oraz elastycznością w niskich temperaturach. Są odporne na działanie cieczy i olejów. Charakteryzują się wytrzymałością zmęczeniową.
Na rynku znajdziemy TPV oparte o polipropylen i kauczuk etylenowo-propylenowo-dienowy, a także TPV na bazie kauczuków silikonowych (TPSiV), kauczuku akrylonitrylo-butadienowego TPV (ACM), kauczuku naturalnego (TPNR), czy epoksydowanego kauczuku naturalnego. Wulkanizaty termoplastyczne znajdują największe zastosowanie w przemyśle samochodowym, do produkcji zewnętrznych jak i wewnętrznych elementów karoserii oraz do wyrobu kabli i osłon izolujących, gdy wymagana jest podwyższona odporność na czynniki atmosferyczne.
Termoplastyczne poliolefiny (TPO lub TPE-O)
Termoplastyczne poliolefiny to mieszaniny polipropylenu lub polietylenu z kauczukami, głównie z kauczukiem etylenowo-propylenowo-dienowym lub kauczukiem akrylonitrylo-butadienowym. Na rynku dostępne są produkty otrzymywane poprzez dynamiczną wulkanizację w stopie - mieszanki TPV, jak również uzyskiwane na drodze w reakcji chemicznej.
Kopolimery blokowe poliolefin są bezpostaciowe i przezroczyste, chemicznie obojętne, niezwykle elastyczne, nietoksyczne, bardzo lekkie i sterylne. Charakteryzują się twardością w granicach 75 Shore A, ponieważ trudno wprowadzić do nich substancje plastyfikujące. Z drugiej strony, brak zmiękczaczy ułatwia barwienie TPO i zadruk ich powierzchni. Wadą niezwulkanizowanych blend TPO są słabe właściwości mechaniczne i niska odporność na rozpuszczalniki węglowodorowe.
Kopolimery poliestrowe (COPE lub TPEE lub TPE-E)
Termoplastyczne elastomery poliestrowe (TPE-E) to rodzaj blokowych kopolimerów liniowych o ogólnym wzorze (-A-B-)n. Segmentami twardymi zapewniającymi wytrzymałość są krystaliczne poliestry, a za elastyczność odpowiedzialne są amorficzne bloki polieterowe.
Sztywne, krystaliczne, polarne fragmenty poliestrowe sprawiają, że TPE-E są wyjątkowo wytrzymałe mechanicznie i charakteryzują się doskonałą odpornością na działanie rozpuszczalników. Obecność w ich strukturze miękkich segmentów polieterowych o niskiej temperaturze zeszklenia sprawia, że TPE-E są odporne na wpływ niskich temperatur i starzenie zmęczeniowe. Produkty z grupy TPE-E łączą w sobie doskonałą elastyczność gumy z przetwarzalnością tworzyw termoplastycznych.
Sztywność, polaryzacja i krystaliczność twardego segmentu TPEE sprawiają, że ma on wyjątkową wytrzymałość i doskonałą odporność na wysokie temperatury (nawet 165°C), pełzanie, chemikalia i uderzenia. Niska temperatura zeszklenia i nasycenie miękkiego segmentu polieteru powodują, że posiada on doskonałą odporność na niskie temperatury i starzenie. Łączy w sobie świetną elastyczność gumy i przetwarzalność tworzyw termoplastycznych. Termoplastyczne kopolimery poliestrowe wykorzystuje się zazwyczaj do produkcji wyrobów rekreacyjnych oraz elementów pracujących w środowiskach agresywnych (rury, uszczelnienia, łączniki sprężyste, kable).
Kopolimery amidowo-eterowe (COPA lub PEBA lub TPE-A)
Termoplastyczne elastomery poliamidowe (TPE-A) składają się z miękkich segmentów poliestrowych lub polieterowych oraz sztywnych bloków poliamidowych. Ich właściwości są silnie uzależnione od rodzaju bloków poliamidowych i polieterowych oraz od długości i liczby tych bloków w cząsteczkach kopolimeru. Właściwości charakteryzujące TPE-A obejmują dobrą przetwarzalność i stabilność wymiarową, odporność na wysoką temperaturę (do 170°C) i działanie rozpuszczalników. Polieteroamidy i niektóre polieteroestroamidy pod względem właściwości można umieścić pomiędzy termoplastycznymi poliuretanami a silikonami. TPE-A stosuje się m.in. do produkcji pasów transporterowych i pędnych.
W wielu przypadkach właściwości i obszary zastosowań dla omówionych typów elastomerów termoplastycznych pokrywają się, co może stanowić trudność przy wyborze surowca do przetwórstwa. Kluczowe jest więc właściwe zdefiniowanie wymagań dotyczących końcowego wykorzystania.
Dr Karol Niciński
