Сайт И.А. Барвинского
 

    Перейти в раздел:    
Начало справочника

      

  

Справочник по литьевым термопластичным материалам

Термопластичный полиэфирный эластомер (TPE-E, TPC-ET)

И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская
Опубликовано: 2001. Обновлено: 8.02.2018.

Название и обозначения

     Зарубежные: Thermoplastic Polyester Elastomer, Copolyester Elastomer, Co-Poly(Ether-Ester), Thermoplastic Copolyester, TPE-E, TEEE, PEEL, COPE, TPC, TPC-ET.
     Отечественные: термопластичные полиэфирные эластомеры,
полиэфирные ТЭП, полиэфир-эфирные сополимеры, ПЭТЭП.

      

Класс, группа материалов

     Сополимеры сложных полиэфиров, термопластичные эластомеры.

    

Общая характеристика и свойства

     Кристаллизующиеся материалы. Максимальная температура длительной эксплуатации: 110 - 165 оС. Температура плавления: 150 - 223 оС. Температура стеклования: -78 / +25 оС. Работоспособны при длительном охлаждении до -55 / -40 оС. Температура хрупкости: -105 / -56 оС
      Имеют широкий диапазон механических свойств в зависимости от марки. Могут быть эластичными (ТЭП инженерно-технического назначения) и прочными (конструкционные термопласты). Устойчивы к многократному изгибу. Имеют высокую износостойкость. Стойки к ползучести.
     Отличаются высокой атмосферостойкостью. Устойчивы к маслам, дизельному топливу, ароматическим и алифатическим углеводородам. Стойки к гидролизу (более стойки, чем TPU). Не стойки к концентрированным кислотам, щелочам, фенолам, гликолям, крезолам, хлороформу.
     Более термостабильны при переработке, чем TPU
     Могут окрашиваться без предварительной обработки. 
     Характеризуются низкой проницаемостью по воздуху, азоту, гелию, пропану. Ненаполненные марки имеют повышенную стойкость к радиации.

Химическая структура и получение 

     

Показатели марок

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

Показатели

TPE-E
Физические  
Плотность (23 оС), г/см3 1.06 - 1.28
Механические  
Прочность при растяжении (23 оС), МПа 3 - 49
Модуль упругости при растяжении (23 оС), МПа 32 - 1210
Модуль упругости при растяжении (-40 оС), МПа 62 - 3300
Модуль упругости при растяжении (100 оС), МПа 7 - 255
Относительное удлинение при растяжении (23 оС), % >50 - 900
Относительная остаточная деформация после сжатия (23 оС, 22 ч),% <1 - 11
Относительная остаточная деформация после сжатия (70 оС, 22 ч),% 2 - 58
Модуль упругости при изгибе (23 оС), МПа 36 - 570
Количество циклов при изгибе (23 оС, 6.35 мм) 5 х 104 - 106
Сопротивление раздиру (23 оС), кН/м 51 - 260
Ударная вязкость по Изоду (с надрезом, 23 оС), Дж/м 40 - не разрушается
Ударная вязкость по Изоду (с надрезом, -40 оС), Дж/м 6 - не разрушается
Твердость по Шору (23 оС) А35 - D82
Коэффициент трения по стали динамический (23 оС) 0.16 - 0.29
Коэффициент Пуассона (23 оС) 0.45
Теплофизические  
Температура размягчения по Вика (10Н), оС 77 - 207
Температура изгиба под нагрузкой (0.45 МПа), оС 50 - 130
Температура изгиба под нагрузкой (1.8 МПа), оС 45 - 55
Коэфф. линейного термического расширения (23 - 55 оС), 1/ оС (1.0 - 1.9) х 10-4
Коэфф. линейного термического расширения (-50  -10 оС), 1/ оС (0.4 - 5.0) х 10-4
Коэфф. линейного термического расширения (40 - 120 оС), 1/ оС (1.0 - 1.9) х 10-4
Коэффициент теплопроводности (23 оС), Вт/(мС) 0.15 - 0.19
Удельная теплота плавления, кДж/кг 8 - 35
Электрические  
Удельное объемное электрическое сопротивление (23 оС), Ом.см 1010 - 1012
Диэлектрическая проницаемость (23 оС, 100 Гц) 4.0 - 5.1
Диэлектрическая проницаемость (23 оС, 1 МГц) 3.6 - 4.7
Тангенс угла диэлектрических потерь (23 оС, 100 Гц) 0.005 - 0.02
Тангенс угла диэлектрических потерь (23 оС, 1 МГц) 0.036 - 0.060
Другие  
Водопоглощение (23 оС, 24 ч, при погружении), % 0.2 - 5.0
  

    

Примеры применения

     Эластичные детали автомобилей. Покрытие внутренних дверных ручек. Уплотнители дверей. Демпфирующие детали. Пыльники. Чехлы шарниров.
     Гусеничные цепи снегоходов.
     Бытовая техника. Эластичные прокладки для пультов управления. Детали кухонных комбайнов. Наушники. Электробигуди.
     Эластичные детали технического назначения. Уплотнения гидравлических цилиндров, клапанов. Диафрагмы, работающие под вакуумом. Пружинистые и демпфирующие элементы.
     Уплотнения для газовых линий.
     Ленты конвейеров.
     Бесшумные зубчатые колеса. 
     Мягкие клавиши. 
     Рукоятки ручного инструмента.
     Детали спортивной обуви. Подошвы ботинок.
     Спортивные товары. Оправы спортивных солнцезащитных очков. 
     Мячи для гольфа (внешняя часть).
     Упаковка. Уплотнения для парфюмерии. Эластичные колпачки для флаконов.
     Пуговицы для спортивной и др. одежды.
     Ремешки для часов.
     Ласты.
    
Протезы ступней.

          

Переработка

     При переработке рекомендуется использовать шнек с L/D = 20:1 - 25:1, степенью сжатия 2.5 - 3.5.
     Температура материального цилиндра: 190 - 210; 210 - 220; 230 - 240 оС. 
     Сопло: открытое.
     Температура формы: 20 - 50 оС

    
Линейная скорость вращения шнека при загрузке: не более 200 - 300 мм/с.
     Противодавление: 0.2 - 1 МПа. 
    
Скорость впрыска: принципы оптимизации скорости впрыска рассмотрены в статье.
    
Макс. давление при впрыске зависит от вязкости материала, конструкции изделия (толщина, длина затекания) и литниковой системы.
    
Макс. скорости сдвига при впрыске: 40000 1/с.
     Температура потери текучести: 100 - 176 оС.
    
Давление выдержки: 40 - 80 МПа.
     Материал гигроскопичен и требует хорошей сушки. Допустимая влажность: 0.05 - 0.1 %.
     Повышенная влажность при переработке не вызывает визуальных дефектов, но приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик (повышению хрупкости, снижению ударопрочности при пониженных температурах и др.).
    Температура сушки: 90 - 110 оС. При температурах выше 120 оС может происходить слипание гранул.
    Время сушки: 4 - 6 ч. (сушилка с циркуляцией воздуха);
                          2 - 3 ч (сушилка с циркуляцией сухого воздуха). Точка росы осушенного воздуха: -30 оС.
    Макс. время нахождения на воздухе после сушки: 1 час при относительной влажности воздуха 100% и 2 часа при относительной влажности воздуха 50%.

    
Материал не является коррозионно-активным.
    
Допускается добавление макс. 20 - 50% вторичного материала (по другим данным можно добавлять не более 10-15% вторички).
     При использовании марок с твердостью по Шору меньше D47 не рекомендуется применять глянцевые формующие поверхности для предотвращения залипания изделия.
     Для окрашивания применяют концентраты пигментов на основе EVA и LDPE. Рекомендуется согласовать выбор типа концентрата с изготовителем или поставщиком полимерного материала.
    
Для чистки машины рекомендуется применять LDPE, HDPE, GPPS, PP.

     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.
     Подгары и неоднородность цвета из-за термоокислительной деструкции и механодеструкции в материальном цилиндре литьевой машины и литниковой системе.
     Проблемы уплотнения: утяжины, волнистая поверхность.
     Несоответствие размеров.
     Коробление с потерей устойчивости.
     Залипание отливки в форме (для марок с низкой твердостью).
     Длительный цикл литья.

     Слабая адгезия при 2-х компонентном литье.
 

     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 для ненаполненных марок: 0.2; 0.3; 0.4; 0.5; 0.8; 1.1; 1.3; 1.6; 1.7; 1.8; 2.2; 3.0 - 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)

     Беласт (Могилевхимволокно)
     Arnitel (DSM Engineering Plastics)
    
Badaflex TPE-E (Bada)
    
DIOSHY TPEE (DIOSHY)
    
Elast-E (Cheng Yu Plastic Company)
    
Hytrel (DuPont)
    
KEYFLEX BT (LG Chem)
    
KOPEL (Kolon Plastic)
    
Pibiflex (SO.F.TER)
    
TPEE (Shanghai Lin Gen Rubber Materials)

   

Конструирование изделий и литьевых форм

     Проводятся платные консультации.
 
  
 
Литература

     Кресге Э. Смеси полимеров со свойствами термоэластопластов // Полимерные смеси / Под ред. Д. Пола, С.Н. Ньюмена. Том 2. -М.: Мир, 1981. С. 312-338.
     Медведева Ф.М., Лурье Е.Г., Пин Л.Д., Конюхова Е.В., Тоботрас Г.Б. Свойства полиэфирных термоэластопластов // Пласт. массы. 1981. № 4. С. 23-25.

     Полиэфирэфир // Полимеры и резина в СНГ. 1992. Т. 3, № 1. С. 13-14, 16-17, 19.
     Точные пластмассовые детали и технология их получения / Старжинский В.Е., Фарберов А.М., Песецкий С.С., Осипенко С.А., Брагинский В.А. -Минск: Навука i тэхнiка, 1992. С. 55-56.
    
Brydson J.A. Plastics мaterials. Butterworth Heinemann, 1999. P. 737-739.
     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.
     Creemers H.M.J.C. Polyester thermoplastic elastomers: Part II // Handbook of elastomers. 2 nd edition / Ed. by A.K. Bhowmick, H.L. Stephens. – N.Y., Basel: Marcel Dekker, 2001. 922 p. Ch. 13. P. 367-385.
    
Gabrielse W., Soliman M., Dijkstra K. Microstructure and phase behavior of block copoly(ether ester) thermoplastic elastomers // Macromol. 2001. V. 34. P. 1685-1693.
     Holden G. Thermoplastic elastomers // Kirk-Othmer encyclopedia of chemical technology. 4 th edition. 27 volumes. John Wiley & Sons, 1998. V. 9. 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.
    
Ishihara H., Miyata Y., Kawai S., Shibaya M., Yoshihara N., Yamashita K., Nonomura C., Ueno H. Structure and properties of injection-molded products of polyester-based elastomer in thickness direction // Seikei-Kakou. 2012. V. 24, № 7. P. 430-435.
    
Margolis J.M. Elastometic materials and processes // Modern plastics handbook / Ed. by C.A. Harper. McGraw-Hill, 2000. P. 3.1-3.52.
     McIntyre J.E. The hystorical development of polyesters // Modern polyesters: Chemistry and technology of polyesters and copolyesters / Ed. by J. Scheirs, T.E. Long. John Wiley & Sons, 2003. P. 3-28.
     Quirk R.P., Zhuo Q. Polyester thermoplastic elastomers: Part I // Handbook of elastomers / 2 nd edition. Ed. by A.K. Bhowmick, H.L. Stephens. – N.Y., Basel: Marcel Dekker, 2001. P. 353-365.
     Roslaniec Z. Polyester thermoplastic elastomers: Synthesis, properties, and some applications // Handbook of condensation thermoplastic elastomers / Ed. by S. Fakirov. - Weinheim: Wiley-VCH Verlag, 2005. P. 77-116.
     Thermoplastic elastomers. 2nd edition / Ed. by G. Holden, N.R. Legge, R.P. Quirk, H.E. Schroeder. – Munich: Hanser, Hanser Gardner, 1996.

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

Перепечатка публикаций сайта допускается только с разрешения авторов