المطاط الحراري البلاستيكي (TPR) مادة متميزة تجمع بين مزايا المطاط والبلاستيك. كما أنها تتمتع بخصائص المطاط وسهولة معالجة البلاستيك. المطاط الحراري البلاستيكي هو عضو في مجموعة تُعرف باسم الإيلاستومرات الحرارية البلاستيكية ويتم تطبيقه على نطاق واسع في العديد من الصناعات. يحب الجمهور المطاط الحراري البلاستيكي لمرونته وقوته التي يوفرها. يمكن تصنيعه أيضًا من خلال عمليات مثل القولبة بالحقن والبثق. أدى هذا التنوع إلى ضرورة استخدام المطاط الحراري البلاستيكي في جميع القطاعات من صناعة السيارات إلى المنتجات الاستهلاكية، مما شكل تصميم واستخدام المنتجات.

ما هي مادة TPR؟ لمحة موجزة

المطاط الحراري البلاستيكي أو مادة TPR هو مطاط صناعي يتميز بقوة ومرونة تشبه المطاط وقابلية التشكيل مثل البلاستيك. غالبًا ما يكون مزيجًا من البوليمرات المتنوعة حيث يمكن أن يكون البوليمر من فئة البلاستيك وكذلك المطاط. يتميز TPR بوجود كل من الخصائص الحرارية البلاستيكية والمرنة. ومن الخصائص الأخرى لـ TPR أنه يلين ويمكن إعادة تشكيله بسهولة عند تسخينه دون الخضوع للتحول الكيميائي. هذه الجودة مهمة في عمليات الإنتاج مثل الحقن والنفخ.

تم تصميم TPR ليكون مرنًا للغاية ومرنًا. فهو لا يتدهور حتى عند شدّه أو إرخائه عدة مرات ويمكنه بسهولة استعادة شكله الأصلي أو الاحتفاظ به. يتمتع TPR بمرونة تشبه المطاط بالإضافة إلى سهولة معالجته مما يجعله متوافقًا مع معظم معدات معالجة البلاستيك. لا يحتاج TPR إلى ظروف خاصة تميز معالجة المطاط التقليدية. إنه متعدد الاستخدامات ومناسب للاستخدام في العديد من البيئات المختلفة لأنه قوي. تشمل هذه الأمثلة أجزاء السيارات ونعال الأحذية حيث توجد حاجة إلى المتانة والأداء.

عملية تصنيع مادة TPR؟

يمكن تعريف المطاط الحراري البلاستيكي (TPR) بأنه مادة مرنة تمتلك خصائص كل من البلاستيك والمطاط. وتسمى العملية الرئيسية لتصنيعه بالبركنة الحرارية البلاستيكية أو TPV، والتي تعني خلط نوعين من البوليمرات. المكون الأول هو عادة مادة مرنة يمكن أن تكون مطاطًا طبيعيًا أو مطاط ستيرين بوتادين (SBR) أو مطاط النتريل (NBR) أو بولي كلوروبرين (CR) أو بولي إيثيلين مكلور سلفونات (CSM). تمنح هذه المواد المرنة المطاط الحراري البلاستيكي خصائصه المطاطية التي تجعله مرنًا وقويًا.

المكون الثاني في عملية التصنيع هو أيضًا كوبوليمر ترموبلاستيكي يمكن أن يكون من مادة EVA أو البولي بروبيلين. يسهل هذا الكوبوليمر تشكيل TPR وتشكيله أثناء عملية إنتاجه وبالتالي زيادة تنوعه في العديد من التطبيقات. تتضمن عملية التصنيع الجمع بين هذين البوليمرين من خلال عملية يشار إليها بالبثق حيث يتم تسخين البوليمرات حتى تذوب ثم يتم دمجها بشكل أكبر في مادة واحدة. بعد المزج، يتم تبريد الخليط إلى درجة الحرارة المطلوبة ثم صبه في أشكال محددة مطلوبة للاستخدام في مشاريع محددة.

تتطلب عملية تصنيع TPR استخدام البلمرة الأنيونية الحية لتطوير سلاسل طويلة من المونومرات التي لها أهمية في تكوين ستيرين-بوتادين-ستيرين (SBS). تبدأ هذه العملية باختيار اثنين من المونومرات وهما بوتادين وستايرين، والتي توضع في وعاء تفاعل مع بادئ يحفز المحفز المطلوب للبلمرة. يساعد المحفز في تكوين سلاسل خطية طويلة من ستايرين وبوتادين حيث يرتبط ستايرين وبوتادين خطيًا. يستمر تكوين هذه السلسلة حتى يتم تحقيق الوزن الجزيئي المطلوب للمادة المطلوبة للعملية التالية.

بمجرد تصنيع البوليمر إلى الوزن الجزيئي المطلوب، يتم فصل مكونات التفاعل باستخدام طرق الاستخلاص مثل التقطير بالبخار أو الترشيح. المنتج الناتج عن هذه العملية هو SBS وهو مطاط صناعي يمكن معالجته على هيئة TPR. تتمتع هذه المادة بخصائص جيدة مثل المرونة والصلابة ومقاومة التآكل والمتانة مما يجعلها مناسبة لأغراض الحشو والختم والعزل.

يتم إنتاج TPR بشكل عام من حبيبات بلاستيكية تخضع لطرق معالجة الذوبان المختلفة. تشمل هذه الطرق القولبة بالحقن والبثق والقولبة بالنفخ. القولبة بالحقن هي عملية حقن مادة بلاستيكية منصهرة تحت ضغط مرتفع في قالب يتم تبريده بدوره لإنتاج جسم صلب بالشكل المطلوب. هذه التقنية مناسبة بشكل خاص للإنشاء السريع للأجزاء المعقدة وبالتالي تمكين إنشاء هياكل أكثر تعقيدًا.

من ناحية أخرى، تُستخدم عملية البثق لتمرير البلاستيك المذاب عبر قالب لإنتاج أشكال مستمرة قبل أن يتصلب، وهي مثالية لإنتاج مقاطع طويلة. تتضمن عملية النفخ استخدام قوالب ساخنة توضع في قالب ويتم نفخها لتشكيل مواد مجوفة مثل الزجاجات. على الرغم من أن هذه الطريقة قد تستغرق وقتًا أطول بسبب الحاجة إلى استخدام أكثر من قالب، إلا أنها تستهلك قدرًا أقل من الطاقة.

بشكل عام، تتمتع جميع تقنيات معالجة الذوبان بمزاياها لتطبيق معين. تعد تقنيات معالجة الذوبان ضرورية في تطوير منتجات TPR التي تلبي متطلبات وتوقعات العملاء، مما يمكن الشركات المصنعة من إنتاج مواد متعددة الاستخدامات ومتينة يمكن استخدامها في تطبيقات مختلفة. من خلال الاختيار المناسب لعملية التصنيع، يمكن للمرء أن يكون قادرًا على تحقيق الجودة والأداء المناسبين لمنتجات TPR.

هل يحتوي المطاط الحراري البلاستيكي على مادة اللاتكس؟

المطاط الحراري البلاستيكي (TPR) هو مادة مرنة يتم تصنيعها من مجموعة من البوليمرات ذات الخصائص المشابهة للمطاط. والأهم من ذلك، أن المطاط الحراري البلاستيكي خالٍ من اللاتكس، وبالتالي فهو مناسب للاستخدام من قبل المرضى الذين يعانون من حساسية اللاتكس أو عدم تحمله. المطاط الحراري البلاستيكي هو مادة صناعية بالكامل بينما يتم إنتاج اللاتكس من نسغ أشجار المطاط.

عند اختيار المنتجات الحرفية أو أي منتج آخر، يجب توخي الحذر الشديد مع المنتجات التي تحمل علامة تحتوي على مادة اللاتكس أو تلك التي لا تسبب الحساسية. لذلك، يجب على المرء دائمًا قراءة مواصفات المنتج للتأكد من أنه مطاط ترموبلاستيكي وليس الأنواع الأخرى من المطاط التي تحتوي على آثار من مادة اللاتكس. في حالة عدم اليقين، يمكن للمرء دائمًا الاتصال بمصنع المنتج في محاولة للحصول على توضيح.

هل المطاط الحراري البلاستيكي مقاوم للماء؟

يُعرف المطاط الحراري البلاستيكي بأنه شديد التحمل ومرن ومقاوم للماء أيضًا. وهذا يجعله مثاليًا للاستخدام في تصنيع الأحذية والملابس الأخرى وكذلك المنتجات التي يمكن استخدامها في الهواء الطلق. يتميز المطاط الحراري البلاستيكي بخاصية مقاومة الماء مما يجعل من الممكن للمنتجات المصنوعة من هذه المادة مقاومة الماء دون أن تتأثر سلبًا.

تستخدم أغلب شركات صناعة الأحذية المطاط الصناعي في إنتاجها لضمان حصول العملاء على أحذية مريحة في الارتداء وخفيفة الوزن وفي نفس الوقت مقاومة للماء. علاوة على ذلك، فإن المطاط الصناعي أرخص بكثير من المواد الاصطناعية الأخرى مثل النيوبرين، وفي الوقت نفسه، له تأثير بيئي منخفض نسبيًا حيث يمكن إعادة تدويره ولا يحتوي على مواد سامة.

بشكل عام، يمكن اعتبار مادة البلاستيك TPR حلاً مستقرًا وفعالًا للمشترين الذين يرغبون في الحصول على منتجات عالية الجودة تعمل بشكل جيد في الطقس الممطر.

الخصائص الأساسية لـ TPR

يتميز المطاط الحراري البلاستيكي (TPR) بتركيبة جيدة جدًا من المرونة والقوة الميكانيكية. وهو متعدد الاستخدامات ويمكن استخدامه بطرق عديدة ويظل قويًا حتى تحت الضغط. يوضح الجدول التالي الخصائص الفيزيائية للمطاط الحراري البلاستيكي مما يدل على مرونته كمادة.

الخواص الكيميائية  

نظرًا لتركيبته الكيميائية، فإن TPR متينة في ظروف مختلفة؛ حيث تظل وظائف المنتج ومظهره دون أي تأثير. يتم شرح الخصائص الكيميائية الرئيسية أدناه.

TPR مقابل TPE: الفرق في الخصائص

في حين أن TPR عبارة عن مادة تشبه المطاط وتستخدم في الغالب في نعال الأحذية وغيرها من التطبيقات، فإن الإيلاستومرات الحرارية البلاستيكية أو TPEs مرنة للغاية ولها استخدامات أكثر شيوعًا من TPR. يتم إنتاج TPR لتحقيق أداء أفضل في هذه الظروف وهذا هو السبب في أنها أكثر ملاءمة للتطبيقات الصناعية. يمكنك الانتقال إلى هل TPE آمن؟ صفحة،  TPE مقابل TPU، و حقن TPE صفحة لمعرفة المزيد عن مواد TPE،

يتم استخدام TPR في التطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا وخاصة في التطبيقات المعرضة للطقس والمواد الكيميائية. من ناحية أخرى، يتم استخدام TPE في المنتجات التي تستهدف تعزيز راحة المستخدم النهائي.

تطبيقات مواد TPR

المطاط الحراري البلاستيكي أو مادة البلاستيك TPR هي مادة متعددة الوظائف ذات أداء وخصائص فيزيائية تجعلها مناسبة للعديد من التطبيقات في صناعات التصميم والتصنيع. تتمتع مادة TPR بالمرونة والقوة والمقاومة الممتازة لمجموعة من درجات الحرارة وهذا يمنحها ميزة إضافية على معظم المواد التقليدية.

من بين الفوائد الأخرى لـ TPR أنها لا تتأثر بالزيوت والشحوم والمذيبات مما يجعلها متعددة الاستخدامات في مختلف الصناعات. كما أن تعدد استخداماتها يجعل من الممكن للمصنعين إنشاء منتجات بأشكال وأنماط معينة تناسب متطلبات المستهلكين.

بالإضافة إلى ذلك، فإن TPR عديم الوزن ولكنه يتمتع بخاصية عزل اهتزاز جيدة جدًا. لا يعمل TPR المستخدم في إنتاج منتجات معينة على زيادة متانتها فحسب، بل يزيد أيضًا من مقاومتها للظروف البيئية المتغيرة.

نظرًا لمقاومته الاستثنائية للصدمات واستقراره الحراري، يتم استخدام TPR في العديد من المنتجات اليومية، بما في ذلك:

الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية: يتم استخدام TPR في الأغطية الخارجية للأجهزة المنزلية مثل أجهزة التلفزيون والثلاجات والغسالات والأفران.

المكونات الميكانيكية: تعتبر الأسطوانات والحلقات المطاطية من بين الأجزاء التي يمكن إنتاجها من هذه المادة وتستخدم على نطاق واسع في العديد من صناعات الآلات.

الأدوات المنزلية: يتم استخدام TPR في تصنيع المنتجات التي يمكن التعرف عليها بسهولة مثل الأدوات البلاستيكية والأكواب والدلاء وحتى المناشف.

المعدات الطبية: ينطبق TPR على مجموعة واسعة من الأجهزة الطبية مثل وحدات التعقيم وحوامل الوريد بالإضافة إلى أسرة المستشفيات.

الاستخدام الفعال لمادة TPR

لكي تستفيد المنظمة من TPR على أكمل وجه، من المهم التعرف على الاستخدامات المختلفة لـ TPR. TPR مفيد بشكل خاص للمشاريع التي تحتاج إلى الاستدامة والتكيف والقدرة على تحمل التغييرات التي تحدث بمرور الوقت.

صب: تتخصص شركة TPR في إنشاء قوالب لمنتجات مختلفة، بما في ذلك أجزاء السيارات والألعاب والأجهزة الطبية. وبفضل استخدامها في عملية القولبة بالحقن، فمن الممكن إنتاج أشكال معقدة وميزات دقيقة.

الحشيات: يمكن استخدام TPR بشكل خاص لتطوير حشوات لأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء وكذلك للأغلفة الإلكترونية. توفر لها مقاومتها للتآكل القدرة على منع دخول الهواء أو الماء أو أي سائل.

الأختام: تعتبر هذه المادة مناسبة لإنتاج الأختام في المضخات والصمامات بسبب مقاومتها الكيميائية بالإضافة إلى قدرتها على الأداء الجيد في الضغط العالي.

العزل: يتم استخدام TPR كعازل للأجزاء الكهربائية والإلكترونية، وبالتالي فهو مثالي للتشغيل في درجات الحرارة المرتفعة.

إنتاج الأحذية: كما يتم استخدامه في صناعة الأحذية والأحذية الطويلة والصنادل لأنه يوفر المتانة والمرونة في الأحذية وفي نفس الوقت يوفر الراحة والمتانة.

الإجراءات الواجب اتخاذها عند استخدام TPR للتحكم في المخاطر

عند العمل بالمطاط البلاستيكي الحراري (TPR)، يجب اتخاذ بعض التدابير الاحترازية لمنع وقوع الحوادث. وفيما يلي بعض الإرشادات الأساسية:

معدات الحماية: عند التعامل مع TPR، تأكد من ارتداء القفازات بالإضافة إلى نظارات السلامة حتى لا يكون هناك اتصال بين بشرتك وعينك مع TPR.

تجنب الاتصال المباشر: تجنب أي ملامسة لـ TPR للجلد أو العينين أو الملابس لأنه قد يؤدي إلى طفح جلدي أو حساسية جلدية.

احتياطات الحرارة: من المهم أيضًا عدم تعريض مواد TPR للحرارة أو اللهب من أي نوع لتجنب حالات الذوبان أو الحرق.

سلامة الدخان: تجنب استنشاق أي أبخرة قد تنتج عند العمل على TPR؛ تأكد من أن مكان العمل يحتوي على إمداد كافٍ من الهواء النقي.

صيانة الأدوات: تأكد من أن جميع الأدوات المستخدمة في القطع أو التشكيل أو حفر TPR حادة جيدًا ومؤرضة جيدًا لتجنب الحالات التي قد تقع فيها حادثة.

إدارة الانسكاب: كما ذكرنا فإن TPR زلق، لذا يجب تنظيف أي شيء انسكب منه في أسرع وقت ممكن بسبب خطر سقوط الأشخاص.

التخلص السليم: لذلك، يجب على الشركة اتباع اللوائح المحلية لضمان استخدامها لطرق صديقة للبيئة للتخلص من نفايات TPR.

ظروف التخزين: لضمان صحة TPR، قم بتخزين TPR في مكان بارد وجاف بحيث لا يتأثر بسهولة بالحرارة والنار.

TPR مقابل المطاط التقليدي: الاختلافات الرئيسية

عند مقارنة المطاط الحراري البلاستيكي (TPR) بالمطاط التقليدي، تظهر عدة تمييزات مهمة:

يعالج: لا تتطلب مادة TPR عملية الفلكنة، كما يسهل معالجتها باستخدام تقنيات مختلفة مثل القولبة بالحقن والبثق. من ناحية أخرى، يتطلب المطاط التقليدي الذي يتكون من المطاط الطبيعي والصناعي عدة خطوات وعمليات للحصول على الخصائص المطلوبة.

المرونة والليونة: عند مقارنة TPR بالمطاط التقليدي، نجد أن كليهما يتمتع بدرجة جيدة من المرونة. ومع ذلك، يوفر TPR امتدادًا متحكمًا به يبلغ 300-800% وصلابة تتراوح بين 20 Shore A و80 Shore D لخصائص المطاط التقليدي.

المتانة والأداء: ومع ذلك، فإن قوة الشد أعلى من 15 ميجا باسكال مقارنة بالمطاط التقليدي، وبالتالي فإن المادة أكثر ملاءمة للتطبيق. عادةً ما يكون لـ TPR قوة شد تتراوح بين 5 إلى 15 ميجا باسكال.

الاستقرار الحراري: على عكس المطاط العادي الذي يحتوي على بنية مبركنة وبالتالي فهو أكثر مقاومة للحرارة، لا يزال من الممكن استخدام TPR في درجات حرارة تتراوح بين -40 درجة مئوية و135 درجة مئوية وهو ما يكفي للاستخدام العادي ولكن ليس جيدًا مثل المطاط المطوَّر خصيصًا.

مقاومة التآكل والمواد الكيميائية: كلاهما مقاوم للتآكل، ولكن المطاط التقليدي يتمتع بمقاومة كيميائية فائقة، خاصة في المواقف القصوى. يتمتع TPR بمقاومة عالية للزيوت والمذيبات، لذا فهو مناسب تمامًا للعمليات العادية.

التأثير البيئي: يُعد المطاط الحراري القابل لإعادة الاستخدام قابلاً لإعادة التدوير عدة مرات دون أي فقدان لوظائف المنتج. يُعد إعادة تدوير المطاط المبركن أكثر صعوبة مقارنة بالمطاط العادي.

بشكل عام، يتمتع المطاط الحراري متعدد الاستخدامات بمزايا المرونة وسهولة المعالجة وإمكانية إعادة التدوير، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في العديد من الطرق. يوفر المطاط التقليدي مقاومة جيدة ويمكن استخدامه مع احتكاك عالي على الرغم من ارتفاع تكاليف المعالجة وعدم إمكانية إعادة تدويره. كل هذا يعتمد على التطبيق المحدد المطلوب في هذه الحالة.

TPR مقابل السيليكون: الاختلافات الرئيسية

باعتباره مادة مرنة حرارية، يختلف TPR عن السيليكون من حيث التركيب وخصائص الأداء. يُعرف TPR بمرونته العالية ومقاومته للتآكل وسهولة معالجته نسبيًا؛ من ناحية أخرى، يتمتع السيليكون بمقاومة عالية للحرارة والمرونة. في حين أن TPR والسيليكون قابلان للتحلل البيولوجي وغير سامين، فإن TPR يتمتع بميزة إعادة تدوير أفضل بكثير في بعض الاستخدامات المحددة. تجعل هذه الاختلافاتهما مناسبين لتطبيقات متنوعة داخل القطاعات بما في ذلك المنتجات الاستهلاكية والسيارات والقطاع الطبي.

إذا كنت تريد معرفة المزيد عن مادة السيليكون، يرجى الانتقال إلى TPE مقابل السيليكون, هل السيليكون آمن؟، و حقن السيليكون الصفحة لمعرفة المزيد.

الفرق بين TPR والسيليكون

TPR مقابل PVC: الفروق الرئيسية

مادة البولي فينيل كلوريد هي مادة مشتقة من النفط الخام وهي مادة غير متجددة تؤثر سلبًا على البيئة بينما يتم استخراج مادة TPR أيضًا من النفط الخام. وعلى الرغم من إمكانية إعادة تدوير مادة البولي فينيل كلوريد سبع أو ثماني مرات، فقد ثبت أن عددًا كبيرًا من منتجات البولي فينيل كلوريد تصبح مصدرًا للتلوث لمكبات النفايات والمحيطات بسبب انخفاض مؤشرات إعادة التدوير في مجال إنتاج البلاستيك.

في الواقع، يعتبر TPR مادة بلاستيكية حرارية، ومن الناحية النظرية، يمكن إعادة تدويره. ومع ذلك، لا يتم إعادة تدوير TPR كثيرًا لأن إعادة تدوير المواد التي يتم استخدامها بشكل مقتصد ليست مجدية تجاريًا. من ناحية أخرى، هناك قائمة واسعة من المواد البلاستيكية التي يتم استخدامها وإعادة تدويرها بشكل متكرر مثل البولي إيثيلين وهذا يجعل TPR تحتل مكانة أقل في التطبيقات العملية لإعادة التدوير.

TPR مقابل PVC: الاعتبارات المتعلقة بالتكلفة.

أما بالنسبة لعامل التكلفة، فإن TPR أغلى نسبيًا من PVC ولكن هذا يعتمد على الكميات المصنعة. باستخدام البيانات، يمكن تقدير الإنتاج السنوي للشركة بحوالي 44.3 مليون طن متري، يعتبر البولي فينيل كلوريد أحد أرخص المواد البلاستيكية حيث تبلغ تكلفته حوالي 1.6 طن متري و1.389 طن متري. من ناحية أخرى، قد يكلف TPR أقل من $1,470/طن متري حتى $2,250/طن متري لأن TPR عبارة عن مادة كيميائية متخصصة ذات معدلات إنتاج أقل بكثير.

النتيجة: الفوائد تفوق التحديات

من المعروف جيدًا أن المواد القائمة على TPR قد استُخدمت في العديد من التطبيقات في مجالات مختلفة وهي اقتصادية. وفي هذا السياق، من الممكن القول إن TPR من المرجح أن يظل خيارًا واقعيًا مع تطور التكنولوجيا وعلم المواد بشكل أكبر.

ومن المتوقع أن تظل مادة TPR ذات أهمية في المستقبل في فئات المنتجات مثل أدوات المطبخ ومكونات السيارات والأجهزة الطبية. وقد تؤدي المزيد من الأبحاث إلى ابتكار تركيبات جديدة من مادة TPR تعمل على تحسين القوة والمتانة والفعالية من حيث التكلفة، وهو ما من شأنه أن يجعلها أكثر جاذبية للمصنعين.

بالإضافة إلى الصيغ المحسنة، فإن التطورات في عمليات الإنتاج قد تؤدي إلى زيادة معدلات إنتاج مواد TPR. وهذا لن يؤدي فقط إلى خفض التكاليف ولكن أيضًا إلى تقليص وقت التسليم للعملاء وبالتالي تحسين مستويات رضاهم.

علاوة على ذلك، مع تقدم التكنولوجيا، قد تظهر استخدامات جديدة ومبتكرة لـ TPR في المستقبل. على سبيل المثال، يمكن تطبيق TPR في الطباعة ثلاثية الأبعاد أو استخدامه كبديل خفيف الوزن للمعادن في المعدات الصناعية. بالنظر إلى مستقبل TPR، مواد TPRومن المتوقع أن تكون المرونة والاقتصاد من أهم التطورات في مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية.