, , ,

TPE مقابل TPU

بلاستيك TPU

عند الاختيار بين أنواع المواد لاستخدام معين، من المهم التمييز بين الإيلاستومرات الحرارية البلاستيكية (TPE) والبولي يوريثين الحراري البلاستيكي (TPU). كلاهما عبارة عن بوليمرات متعددة الاستخدامات ولها بعض الخصائص الخاصة. وهذا يسمح بتطبيقها في العديد من المجالات. تشتهر TPEs بمرونتها وجاهزيتها للمعالجة وتكلفتها المنخفضة. لذا، فإن هذا يجعل TPEs مناسبة لتلك التطبيقات التي لا تحتاج إلا إلى أداء معتدل. على عكس TPUs، توفر صلابة وتآكلًا وخصائص كيميائية محسنة لخدمة التطبيقات الصعبة بالإضافة إلى متطلبات الأداء الأعلى. لذلك، في هذه المقالة، سوف نستكشف TPE مقابل TPU، واختلافاتهما وتشابهاتهما وخصائصهما.

ما هو TPE؟

TPEs هي الصيغة المختصرة ل اللدائن البلاستيكية الحرارية. وهو نوع من البوليمر الذي يتميز بخصائص المطاط مع مادة اللدائن الحرارية القابلة لإعادة التدوير. وهو مرن مثل المطاط ولكن في نفس الوقت يمكن التحكم فيه مثل اللدائن الحرارية. تُستخدم TPEs في الغالب في تلك المجالات التي تعتبر فيها المرونة والقوة وكذلك سهولة التركيب من الأمور الحيوية. انتقل إلى هل TPE آمن؟ لمعرفة المزيد عن TPE.

ما هو TPU؟

يُوصف البولي يوريثين الحراري البلاستيكي بأنه إلاستومر حراري بلاستيكي يتمتع بمرونة عالية جدًا وقوة ومقاومة للتآكل والمواد الكيميائية والزيت. يتميز البولي يوريثين الحراري بخصائص كل من المواد البلاستيكية والمرنة ويُظهر أداءً رائعًا في العديد من التطبيقات الشديدة. هل TPU آمن؟ لمعرفة المزيد عن TPU.

مادة بلاستيكية TPU

عملية كاملة لتصنيع TPE و TPU؟

دعونا نناقش العملية الكاملة لتصنيع كل من TPE و TPU.

1. عملية تصنيع TPE

فيما يلي عملية تصنيع الإيلاستومرات الحرارية خطوة بخطوة.

1. المزج

في حالة TPEs مثل Styrenic Block Copolymers (SBCs)، تتم عملية التصنيع عن طريق خلط البوليسترين مع البوليمرات المرنة، أي البولي بوتادين. يتم تسخين التركيبة لإذابتها ثم يتم إجراء عملية التصلب للحصول على المنتج النهائي.

2. البلمرة

في تكوين TPEs، يجب أن يتفاعل البروبيلين مع مونومرات أخرى بطريقة محكومة. وبالتالي، يمكن أن ينتج إلاستومر ترموبلاستيكي. يمكن إجراء هذه العملية من خلال بعض التقنيات بما في ذلك البلمرة السائبة أو المحلولية.

3. عملية الفلكنة

فيما يتعلق بإنتاج البوليمرات الحرارية البلاستيكية (TPVs)، فإن الطريقة المستخدمة أثناء التشكيل تسمى الفلكنة الديناميكية. أثناء معالجة ذوبان هذا البوليمر الحراري البلاستيكي، يتم إضافة عامل ربط متقاطع، أي الكبريت في هذه العملية. المنتج النهائي عبارة عن مزيج حيث يتم ربط الجزء المطاطي جزئيًا على الأقل. ثم يساعد ذلك في تحسين مرونة المادة وخصائصها الميكانيكية.

4. البثق والقولبة

بعد عملية المزج أو البلمرة، يجب معالجة TPEs من خلال البثق أو القولبة بالحقن. من ناحية أخرى، تتضمن عملية البثق استخدام قالب لبثق أشكال مستمرة من TPE المنصهر. بينما تتم عملية القولبة بالحقن عن طريق حقن المادة المنصهرة في قوالب لصنع الأشكال والمنتجات المرغوبة.

2. عملية تصنيع TPU

فيما يلي عملية تصنيع مادة البولي يوريثين الحرارية (TPU) خطوة بخطوة.

TPE مقابل TPU

1. البلمرة

نقوم بتصنيع TPU باستخدام ثنائيات الأيزوسيانات (على سبيل المثال ثنائي إيزوسيانات الميثيلين ثنائي الفينيل أو ثنائي إيزوسيانات التولوين) والديولات (على سبيل المثال ثنائيات البولي إيثر أو البوليستر). لذا، يتم تنفيذ هذا التفاعل بطريقة خاضعة للرقابة لإنتاج بوليمر البولي يوريثين.

2. التركيب

بعد عملية البلمرة، يتم خلط بوليمر TPU مع مواد مالئة مثل الملدنات والمثبتات والمواد الملونة، لتسهيل تطوير الخصائص المطلوبة. في هذه العملية، يتم إجراء عملية الخلط المنصهر باستخدام آلة البثق. على الرغم من أنه قد يتم استخدام طرق أخرى في هذه المرحلة.

3. البثق والقولبة بالحقن

يتم معالجة TPU مثل أي مادة مطاطية حرارية أخرى عن طريق البثق أو القولبة بالحقن. على الرغم من استخدام طرق أكثر تقدمًا في معالجة TPU مقارنة بـ TPEs. البثق هو العملية التي يتم فيها دفع TPU عبر قالب وتشكيله في مقاطع طويلة. في حين أن القولبة بالحقن هي عملية حقن TPU في قالب لصنع أجزاء معينة.

4. التقويم والصب

بالنسبة لبعض التطبيقات، يمكن أيضًا معالجة TPU من خلال عملية الصقل حيث يتم تحويل TPU إلى صفائح رقيقة جدًا من خلال الدرفلة أو الصب. هنا يتم سكب TPU مباشرة في الأفلام أو الصفائح.

خصائص TPU

  • المرونة: توفر مادة TPU مرونة كبيرة للتحليلات.
  • متانة: يتميز بميزات الجودة مثل مقاومة التآكل والتلف.
  • المقاومة الكيميائية: يتحمل الزيوت والشحوم والمواد الكيميائية بشكل جيد إلى حد ما.
  • نطاق درجة الحرارة: نظرًا لقدرتها على العمل بسرعات عالية، يمكن استخدام تصميم مصابيح LED فوق البنفسجية هذا في نطاق واسع من درجات الحرارة من -40 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية.
  • الشفافية: من الممكن جعل مادة TPU شفافة مما قد يكون مفيدًا في بعض الاستخدامات.

 خصائص TPE

  • مرونة: يظهر مرونة تشبه المطاط.
  • قابلية المعالجة: إنها سهلة المعالجة وكذلك القوالب مع خصائص تدفق جيدة.
  • المرونة: عادةً ما يكون له قابلية تشغيل معتدلة ولكن يمكن تحضيره بشكل خاص لإعطائه صلابة منخفضة أو عالية.
  • قابلية إعادة التدوير: يمكن إعادة تدويرها مما يجعلها مرتبة صديقة للبيئة.
  • فعالية التكلفة: عادة ما تكون أرخص مقارنة ببعض الإيلاستومرات الأخرى.

خصائص مادة TPE و TPU

  1. مواد TPE: تعتمد مواد TPE على العديد من البوليمرات، مثل البوليمرات الكتلية المصنوعة من ستيرين، والبولي أوليفينات، والمبركنات الحرارية البلاستيكية. يتم خلطها بانتظام مع إضافات مثل الملدنات، والمثبتات، والحشوات، والأصباغ للحصول على الخصائص المطلوبة. أما المضافات الأخرى فهي مساعدة المعالجة والمضافات المتخصصة والتي يمكن استخدامها أيضًا لتحسين الأداء وقابلية التشغيل.
  2. مواد TPU: يتم إنتاج TPU إما من ثنائيات الأثير البوليستر أو بولي إيثر مع ثنائيات الأيزوسيانات. وهي تحتوي على مواد ملينة ومثبتات وحشوات وألوان. في حين تحتوي المواد الأخرى على عوامل ربط متقاطعة لتحسين الأداء. المواد المضافة الوظيفية التي يشار إليها أيضًا باسم موارد المعالجة والمواد المضافة المتخصصة مخصصة لتغيير الخصائص الفيزيائية والأداء.

ما هو الفرق بين TPE و TPU؟

دعونا نناقش الاختلافات الرئيسية بين TPE و TPU بعمق

1. التركيب الكيميائي

  • مادة TPE: هذا تصنيف عام يحتوي على مجموعة من البوليمرات التي تندرج تحت هذه الفئة بما في ذلك SBCs وTPOs وTPVs. وهي بوليمرات تتميز بخصائص المرونة واللدائن الحرارية. لذا، قد تكون إما مخاليط أو بوليمرات مشتركة.
  • TPU: وبشكل أكثر دقة، يتم إنتاجها من البولي يوريثين، والتي تتشكل من خلال عمل ثنائيات الأيزوسيانات والديولات. تعتبر TPU أمثلة على الإيلاستومرات الحرارية البلاستيكية، ومع ذلك، فهي تختلف كيميائيًا عن الإيلاستومرات الحرارية البلاستيكية الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، فهي مصنوعة من البولي يوريثين.

2. خصائص المواد

  • مادة TPE: يوفر نعومة ومرونة للمنتج. يمكن تصنيع TPEs بحيث تتمتع بمرونة متوسطة أو عالية حسب متطلبات التطبيق الذي سيتم استخدامه فيه. وهذا يجعلها أسهل في المعالجة والتشكيل بشكل عام بسبب درجات حرارة المعالجة المنخفضة واللزوجة.
  • TPU: تتمتع هذه المادة بمقاومة ممتازة للتآكل وقوة ميكانيكية عالية كما أنها مقاومة للمواد الكيميائية والزيوت. لا تفقد TPU أدائها عند تعرضها لدرجات حرارة منخفضة أو عالية.

3. المعالجة والتصنيع

  • مادة TPE: أسرع في التحلل، أو ذو لزوجة ذوبان أقل. من السهل معالجته وبالتالي يكون تصنيعه أرخص. تخضع المنتجات المصنوعة من TPE في الغالب للحقن والبثق وكذلك النفخ.
  • TPU: يجب معالجتها في درجات حرارة أعلى، كما أن لزوجة الذوبان العالية تجعل المعالجة أكثر صعوبة. ومع ذلك، يمكن معالجة TPU بنفس الطريقة باستخدام تكتيكات شائعة مثل حقن القالب والبثق.

4. خصائص الأداء

  • مادة TPE: يتمتع بمقاومة ضعيفة للتآكل والقوة الميكانيكية مقارنة بالبولي يوريثين الحراري. كما قد لا يتحمل المواد الكيميائية الشديدة أو درجات الحرارة العالية/المنخفضة بشكل أفضل من الأنواع الأخرى.
  • TPU: إنه يتميز بقوة شد عالية جدًا وخصائص كاشطة فائقة ونتائج مرضية في درجات الحرارة المنخفضة والعالية. كما أنه يوفر مقاومة كيميائية أفضل لأنه يمكنه التعامل مع البيئات الكيميائية الصعبة.

5. التكلفة وإمكانية إعادة التدوير

  • مادة TPE: عادةً ما تكون أرخص من TPU كما أنها أسهل في إعادة التدوير. وبالمقارنة بالمعادن، تكون تكاليف معالجتها والمواد المستخدمة فيها أقل عادةً. لذا فهي مناسبة لمعظم الاستخدامات.
  • TPU: تكلفتها أقل من تكلفة TPE لأنها توفر خصائص أداء أفضل. قد يكون إعادة تدوير TPU أكثر صعوبة. لذا، قد يتأثر تأثيرها البيئي.

6. التطبيقات

  • مادة TPE: تُستخدم في المنتجات الاستهلاكية وتطبيقات السيارات وتطبيقات الختم والحشيات والأجهزة الطبية. يتم اختيارها للتطبيقات التي تكون فيها المرونة والتكاليف من المتطلبات الأساسية بدلاً من البحث عن درجة عالية من المتانة.
  • TPU: يُستخدم بشكل شائع في التطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا، مثل تصنيع أجزاء السيارات والأجزاء الصناعية ونعال الأحذية الرياضية والأجهزة الطبية وغيرها. وهو الأنسب للمنتجات التي تتطلب أو تريد تآكلًا عالي المستوى، وكيميائيًا بشكل واضح، ودرجات عالية من النطق.
مميزةTPE (إلاستومرات حرارية بلاستيكية)TPU (البولي يوريثين الحراري)
التركيب الكيميائيوهي مصنوعة عمومًا من بوليمرات مختلفة (على سبيل المثال، SBCs، TPOs، TPVs)وهي عبارة عن تركيبة من البولي يوريثين (ثنائي إيزوسيانات + ثنائيات الكحول)
خصائص الموادمرنة نسبيًا وناعمة ويمكن أن تكون صلبة أو مرنةيظهر مقاومة عالية للتآكل، وقوي، ومقاوم للمواد الكيميائية
يعالجأسهل كثيرًا، ويحتاج إلى درجات حرارة أقل، ويتطلب تشكيلًا أبسطقد يتطلب الأمر درجات حرارة أعلى ويكون له معالجة أكثر تعقيدًا
خصائص الأداءبشكل عام، تتمتع بمقاومة تآكل وقوة ميكانيكية أقل. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع بمقاومة كيميائية محدودةتتمتع بمقاومة فائقة للتآكل وقوة عالية وأداء في درجات الحرارة القصوى
التكلفة وإمكانية إعادة التدويرتكلفة أقل بشكل عام، وأسهل في إعادة التدويرتكلفة أعلى ويصعب إعادة تدويرها
التطبيقاتتطبيقات واسعة في السلع الاستهلاكية وقطع غيار السيارات والأختام والأجهزة الطبيةالعديد من الاستخدامات في الأجزاء الصناعية والأحذية ومكونات السيارات والأجهزة الطبية

ما هي أوجه التشابه بين TPE و TPU؟

ينتمي كل من TPE وTPU إلى عائلة المواد البلاستيكية الحرارية. لذا، فإن لديهما العديد من الأشياء المشتركة. دعنا نناقش هذه الميزات المشتركة بالتفصيل.

  • الطبيعة الحرارية البلاستيكية: يمكن إعادة استخدام كليهما وإعادة تدويرهما عدة مرات عن طريق تسخين العملية.
  • خصائص المرونة: كما أنها تتشوه، ولكن هاتين المادتين مرنتان، وتستعيدان حالتهما الأصلية بمجرد تحريرهما من قوة التشويه.
  • طرق المعالجة: يتم استخدام جميع طرق المعالجة الثلاثة، وهي القولبة بالحقن، والبثق، والقولبة بالنفخ لكليهما.
  • قابلة للتخصيص: يمكن أن يكون كلاهما بدرجات مختلفة من الصلابة والمرونة والقوة اعتمادًا على متطلبات الهندسة.
  • المنتجات الاستهلاكية: يمكن تطبيق كلاهما في مكونات السيارات والأجهزة السريرية والأجهزة المنزلية.
  • حالات الاستخدام المتداخلة: إنها جيدة للاستخدام عندما تكون هناك حاجة إلى المرونة والصلابة للمنتج المطلوب.
  • قابلية إعادة التدوير: كلاهما قابلان لإعادة التدوير في معظم الحالات على الرغم من أن عملية إعادة التدوير قد تكون مختلفة.
  • المقاومة البيئية: إنها توفر قدرًا من الحماية ضد الرطوبة والأشعة فوق البنفسجية، اعتمادًا على التركيبة.
قالب حقن TPE

قالب حقن TPE

ما هي البدائل المتبادلة لـ TPE و TPU؟

مادةوصفالمزاياالعيوب
مطاط السيليكونوهو عبارة عن مادة مطاطية مرنة ذات مرونة عالية ومقاومة للحرارة.استقرار ممتاز في درجات الحرارة ومقاومة للمواد الكيميائية.عادة ما تكون أكثر تكلفة، وأصعب في المعالجة.
مطاط EPDMهو في الأساس مطاط صناعي ذو مقاومة جيدة للطقس والأوزون.يظهر متانة عالية، جيد للاستخدام في الهواء الطلق.إنها تتمتع بمرونة أقل من TPE و TPU.
النيوبرينوهو أيضًا مطاط صناعي معروف بمرونته ومقاومته للعوامل الجوية.تتمتع بمقاومة كيميائية ومرونة جيدة.إنها تتمتع بقوة شد أقل ومقاومة للتآكل.
فيتون (FKM)وهو عبارة عن مادة مطاطية فلوروإيلاستومر ذات مقاومة كيميائية عالية.تتمتع بمقاومة ممتازة للمواد الكيميائية ودرجة الحرارة.تتمتع بالتكلفة العالية والصلابة.
إلاستومرات البولي أوليفين (POE)مادة مرنة ومتعددة الاستخدامات تشبه TPE.يتميز بمرونة جيدة وكثافة منخفضة.إن مقاومته الكيميائية محدودة مقارنة بـ TPU.

ما هي فوائد TPE مقارنة بـ TPU؟

  1. فعالة من حيث التكلفة: عادة ما تكون تكلفة الإنتاج أعلى عند تصنيع الأطعمة الصلبة، ولكن التكلفة تكون أقل عمومًا.
  2. سهولة المعالجة: انخفاض درجات الحرارة التي يمكن معالجة المواد عندها، وتسهيل تشكيل المواد.
  3. المرونة والنعومة: تتوفر معلمة شاملة لمدى ليونة ومرونة الدباسات الجراحية.
  4. قابلية إعادة التدوير: إن قابلية إعادة التدوير أو إعادة الاستخدام من حيث الشكل والمادة هي المعيار الرابع، وينص على أن يكون الكائن سهلاً لإعادة التدوير أو إعادة المعالجة.
  5. تركيبات متعددة الاستخدامات: توجد بأشكال مختلفة لتلبية خصائص محددة للتطبيق المحدد.

ما هي عيوب TPE مقارنة بـ TPU؟

  • مقاومة أقل للتآكل: يترك الكثير مما يفضل في التطبيقات عالية التآكل.
  • المقاومة الكيميائية: بشكل عام، أكثر عرضة للهجمات الكيميائية والزيتية والمذيبات.
  • تحمل درجة الحرارة: انخفاض الأداء عندما تكون درجات الحرارة مرتفعة أو منخفضة.
  • القوة الميكانيكية: بشكل عام، فإنه يظهر قوة شد وقوة تمزق أقل.

ما هي فوائد TPU مقارنة بـ TPE؟

  1. مقاومة فائقة للتآكل: توفر طبيعة التآكل الشديد أداءً جيدًا للغاية في التطبيقات التي من المرجح أن تتآكل بسرعة.
  2. مقاومة المواد الكيميائية والزيت: لا تتحلل بسهولة بواسطة المذيبات الكيميائية والمواد الكيميائية الأخرى.
  3. أداء عالي في الظروف القاسية: مقاوم لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة للثلج المحيط والجاف.
  4. خصائص ميكانيكية قوية: قوة تحمل متفوقة وخصائص تأثير متزايدة.
  5. قابلة للتخصيص: جمال الصلابة والمرونة، خيارات.

ما هي عيوب TPU مقارنة بـ TPE؟

  • التكلفة الأعلى: وباعتباره منتجًا محلي الصنع، فإن إنتاجه سيكون أكثر تكلفة من المنتجات الاستهلاكية التقليدية.
  • تعقيد المعالجة: يحتاج إلى درجات حرارة عالية وأجهزة أو أدوات خاصة.
  • تحديات إعادة التدوير: عندما يتعلق الأمر بإعادة التدوير، يكون القيام بذلك أكثر صعوبة مقارنةً بـ TPE.
  • تركيبات محدودة: هناك أنواع أقل مقارنة بـ TPE نتيجة للتطوير.

متى يجب اختيار TPE؟

  • فعالية التكلفة: عندما تكون الميزانية مشكلة، كما هو الحال مع TPE، فإن استخدام هذا النموذج يمكن أن يكون أقل تكلفة.
  • المعالجة البسيطة: للتطبيقات التي تتطلب عملية صب سهلة ودرجة حرارة الصب منخفضة نسبيًا.
  • المرونة: عندما يتضمن تطبيق المنتجات المطاطية عناصر تتطلب النعومة والمرونة مثل المقابض أو الأختام.
  • قابلية إعادة التدوير: بينما بالنسبة للإنتاج الذي يكون صديقًا للبيئة فيما يتعلق بتأثيره وسهل إعادة التدوير.
  • الاستخدام العام: هذه هي التطبيقات التي لا تتطلب أداءً عالي المستوى من الفرش.

متى تختار TPU؟

  • متانة: حيث سيكون هناك تآكل واحتكاك عاليين ويتطلب كشطًا عاليًا.
  • المقاومة الكيميائية:عند العمل مع المواد الكيميائية أو الزيوت أو المذيبات، يتعين على الأفراد ارتداء القفازات عند العمل مع.
  • درجات الحرارة القصوى: عندما يتعلق الأمر بدرجات الحرارة العالية وحتى بالنسبة للتطبيقات ذات درجات الحرارة المنخفضة، يمكن أيضًا تحقيق ذلك.
  • القوة الميكانيكية: إذا كانت هناك حاجة إلى تطبيقات ذات قوة شد وتأثير عالية.
  • احتياجات الأداء الخاصة:لتلبية مثل هذه الاحتياجات المحددة من خلال البيئات المبنية المختلفة، يمكن للمرء الرجوع إلى خصائص مخصصة مثل
قالب حقن TPU

قالب حقن TPU

خاتمة

في الختام، على الرغم من أوجه التشابه بين TPE و TPU، فإن TPE و TPU عبارة عن مواد مختلفة لها ميزاتها وعيوبها الملحوظة في جوانب الاستخدام. تعتبر TPE أرخص نسبيًا، كما أن معالجتها أسهل مقارنة بغيرها من الإيلاستومر. وهذا يجعلها متعددة الاستخدامات. في الوقت نفسه، تم تصميم TPU لتحمل أعلى الأحمال والمتطلبات من حيث مقاومة التآكل والحرارة والمواد الكيميائية. أما بالنسبة للاختلافات في خصائص TPE و TPU، فمن الممكن ذكر ما يلي: تعتمد تفوق أو نقص TPE مقارنة بـ TPU على المتطلبات الخاصة للمادة واعتبارات التكلفة والقدرات التكنولوجية لمزيد من معالجة المنتج.

الأسئلة الشائعة

س1. ما هو الفرق الأساسي بين TPE و TPU؟

إن أهم ما يميز TPU هو أنه نوع خاص من TPE. ومع ذلك، فإنه يتمتع بإمكانات أعلى فيما يتعلق بقوته ومقاومته للمواد الكيميائية أو المذيبات ودرجات الحرارة الملائمة.

س2. هل يمكن إعادة تدوير TPU وTPE؟

من الممكن إعادة تدوير TPE و TPU على الرغم من أن الخيارات المتاحة لإعادة التدوير محدودة مقارنة بغيرها من الإيلاستومرات الحرارية البلاستيكية.

نعم، TPE قابلة لإعادة التدوير؛ وينطبق نفس الأمر على مواد TPU أيضًا.

س3. أيهما أرخص، TPE أم TPU؟ 

تتمتع مادة TPE بتكلفة أقل قليلاً مقارنةً بـ TPU.

س4. كيف يختلف TPU عن TPE فيما يتعلق بتطبيقاتهما؟

يعد TPU مناسبًا في الأماكن التي يكون فيها التعزيز ضروريًا، ويتعرض التطبيق للمواد الكيميائية أو البيئات القاسية، ويحتاج التطبيق أيضًا إلى تحمل الحرارة العالية.

س5. هل يمكن استخدام TPE في المناطق ذات الظروف المناخية غير العادية؟

هناك بعض العيوب المتعلقة بـ TPE. ونتيجة لهذا، قد لا تكون بنفس فعالية تي بي يو وخاصة في الظروف القاسية.

/0 تعليقات/بواسطة
, , ,

صب حقن TPU

غطاء كمبيوتر محمول من مادة TPU

ما هو قولبة حقن البولي يوريثان TPU

صب حقن TPU يشير إلى عملية حقن البولي يوريثان بالحرارة (TPU) في قالب لإنتاج منتج نهائي. البولي يوريثان الحراري هو نوع من المواد التي تتميز بخصائص كل من اللدائن الحرارية واللدائن المرنة. وغالباً ما يستخدم لإنتاج منتجات تتطلب المرونة والمتانة ومقاومة التآكل.

إن قولبة حقن البولي يوريثان TPU هي عملية متعددة الاستخدامات يمكن استخدامها لإنتاج مجموعة متنوعة من المنتجات، بما في ذلك الأحذية والقطع الصناعية والأجهزة الطبية وغيرها. وهي توفر العديد من المزايا مقارنةً بطرق التصنيع التقليدية، بما في ذلك انخفاض التكاليف وسرعة أوقات الإنتاج ومرونة أكبر في التصميم. كما أن مواد TPU قابلة لإعادة التدوير، مما يجعلها خياراً أكثر استدامة للمصنعين.

قولبة حقن البولي يوريثين بالحرارة (TPU) لها العديد من الطرق، بما في ذلك القولبة بالحقن، والقولبة بالنفخ، والقولبة بالضغط، والقولبة بالبثق، وما إلى ذلك، ومن بين هذه الطرق، فإن القولبة بالحقن هي الأكثر استخدامًا. صب حقن TPU الأجزاء، والتي تنقسم إلى ثلاث مراحل: التلدين المسبق، والحقن، والإخراج. تنقسم ماكينة الحقن إلى نوع المكبس والنوع اللولبي. يوصى باستخدام ماكينة الحقن من النوع اللولبي لأنها توفر سرعة موحدة وتلدينًا وذوبانًا موحدًا.

صب غطاء الهاتف TPU

صب غطاء الهاتف TPU

1. تصميم ماكينة الحقن

يتم تبطين ماسورة ماكينة الحقن بـ سبائك النحاس والألومنيوموالمسمار مطلي بالكروم لمنع التآكل. نسبة طول قطر المسمار اللولبي L / D = 16 ~ 20 أفضل، 15 على الأقل؛ نسبة الضغط هي 2.5/1 ~ 3.0/1. طول قسم التغذية 0.5 لتر، وقسم الضغط 0.3 لتر، وقسم القياس 0.2 لتر. يجب تركيب حلقة الفحص بالقرب من الجزء العلوي من البرغي لمنع التدفق العكسي والحفاظ على أقصى ضغط.

يجب معالجة TPU بفوهة ذاتية التدفق، وأن يكون المخرج مخروطيًا مقلوبًا، وأن يكون قطر الفوهة أكثر من 4 مم، وأقل من 0.68 مم من مدخل طوق القناة الرئيسية، ويجب أن تكون الفوهة مزودة بحزام تسخين يمكن التحكم فيه لمنع تصلب المواد.

من وجهة نظر اقتصادية، يجب أن يكون حجم الحقن 40% - 80% من الكمية الكمية. سرعة اللولب 20-50 دورة/دقيقة.

2. تصميم القوالب لقولبة حقن TPU

يجب الانتباه في تصميم القالب إلى النقاط التالية عند التشكيل باستخدام قولبة حقن مادة tpu:

(1) انكماش أجزاء قولبة TPU المقولبة

يتأثر الانكماش بصلابة المواد الخام، والسماكة، والشكل، ودرجة حرارة التشكيل، ودرجة حرارة القالب، وظروف التشكيل الأخرى. بشكل عام، يتراوح نطاق الانكماش بشكل عام بين 0.005-0.020 سم/سم. على سبيل المثال، تتقلص قطعة اختبار مستطيلة الشكل مقاس 100 × 10 × 2 مم في اتجاه طول البوابة واتجاه التدفق، وتكون صلابة 75A أكبر بمقدار 2-3 مرات من صلابة 60 درجة شاطئ. يظهر تأثير صلابة وسمك TPU على الانكماش في الشكل 1. يمكن ملاحظة أنه عندما تكون صلابة TPU بين 78أ و90أ، ينخفض الانكماش مع زيادة السماكة؛ وعندما تكون الصلابة بين 95أ و74د، يزداد الانكماش قليلاً مع زيادة السماكة.

(2) بئر العداء والفتحة الباردة (2)

العداء الرئيسي هو جزء من العداء الذي يربط فوهة الحاقن بقناة التحويلة أو التجويف في القالب. يجب أن يتم توسيع القطر إلى الداخل، بزاوية تزيد عن درجتين، وذلك لتسهيل إزالة نباتات قناة التدفق. قناة التحويلة هي القناة التي تربط بين القناة الرئيسية وكل تجويف في القالب متعدد الأخاديد، ويجب أن يكون ترتيبها على القالب متماثلًا ومتساوي المسافة. يمكن أن تكون قناة التدفق دائرية وشبه دائرية ومستطيلة بقطر 6-9 مم. يجب صقل سطح العداء مثل التجويف لتقليل مقاومة التدفق وتوفير سرعة تعبئة أسرع.

البئر الباردة عبارة عن مكان فارغ (عداء تمديد إضافي) في نهاية العداء الرئيسي، والذي يستخدم لالتقاط المادة الباردة الناتجة بين الحقنتين في نهاية الفوهة، وذلك لمنع انسداد عداء التحويل أو البوابة من الانسداد بواسطة المادة الباردة. عندما يتم خلط المادة الباردة في تجويف القالب، يكون من السهل حدوث الضغط الداخلي للمنتج. يبلغ قطر فتحة المادة الباردة 8-10 مم، ويبلغ طولها حوالي 6 مم.

(3) البوابة والفتحة

البوابة هي العداء الذي يربط قناة التدفق الرئيسية أو قناة التحويلة والتجويف. وعادة ما تكون مساحة مقطعها العرضي أصغر من ممر العداء، وهو أصغر جزء من نظام العداء، ويجب أن يكون طولها قصيرًا. ويكون شكل البوابة مستطيل أو دائري، ويزداد حجمها مع زيادة سُمك المنتج.

سمك المنتج أقل من 4 مم، بقطر 1 مم؛ سمك البوابة 4-8 مم، بقطر 1.4 مم؛ سمك البوابة أكثر من 8 مم، بقطر 2.0-2.7 مم. يتم اختيار موضع البوابة بشكل عام في الجزء الأكثر سمكًا من المنتج، والذي لا يؤثر على المظهر والاستخدام، ويكون بزاوية قائمة مع القالب، وذلك لمنع الانكماش وتجنب النمط الحلزوني.

فتحة العادم أو فتحة التنفيس هي نوع من منافذ الهواء من نوع الفتحة المفتوحة في القالب، والتي تُستخدم لمنع دخول المواد المنصهرة إلى القالب من التورط في الغاز وتفريغ الغاز من تجويف القالب.

وبخلاف ذلك، ستحتوي المنتجات على ثقوب هواء، أو انصهار ضعيف، أو تعبئة غير كافية أو مصيدة هواء، أو حتى حرق المنتجات بسبب ارتفاع درجات الحرارة الناجم عن ضغط الهواء، مما يؤدي إلى إجهاد داخلي للمنتجات. يمكن ضبط منفذ العادم في نهاية تدفق الذوبان في تجويف القالب أو على خط فراق قالب بلاستيكيوهي عبارة عن فتحة صب بعمق 0.15 مم وعرض 6 مم.

من الضروري التحكم في درجة حرارة قالب TPU بالتساوي قدر الإمكان لتجنب التواء الأجزاء والتواء الأجزاء، فيما يلي بعض منتجات القولبة بالحقن TPU التي صنعناها من قبل. إذا كان لديك أي متطلبات لمنتجات قولبة حقن TPU أو TPE، فيُرجى الاتصال بنا.

صب حقن TPU

صب حقن TPU

3 شروط التشكيل

أهم شروط الصب الأكثر أهمية لـ TPU (بولي يوريثان لدن بالحرارة) هي درجة الحرارة والضغط والوقت التي تؤثر على تدفق وتبريد اللدونة. ستؤثر هذه المعلمات على مظهر وأداء أجزاء حقن حقن TPU. يجب أن تكون ظروف المعالجة الجيدة قادرة على الحصول على أجزاء بيضاء إلى بيج.

(1) درجة الحرارة

تتضمن درجة الحرارة التي يجب التحكم فيها في عملية قولبة حقن البلاستيك TPU درجة حرارة البرميل ودرجة حرارة الفوهة ودرجة حرارة القالب. تؤثر درجة الحرارة الأولى والثانية بشكل أساسي على تلدين وتدفق TPU، وتؤثر درجة الحرارة الثانية على تدفق وتبريد جزء القولبة بالحقن TPU.

  • درجة حرارة البرميل - يرتبط اختيار درجة حرارة البرميل بصلابة مادة TPU. تكون درجة حرارة انصهار مادة TPU ذات الصلابة العالية عالية، وتكون أعلى درجة حرارة في نهاية البرميل عالية أيضًا. نطاق درجة حرارة البرميل المستخدم في معالجة TPU هو 177 ~ 232 ℃. يكون توزيع درجة حرارة البرميل عمومًا من جانب واحد (الطرف الخلفي) من القادوس إلى الفوهة (الطرف الأمامي)، ويزداد تدريجيًا، وذلك لجعل درجة حرارة TPU ترتفع بثبات وتحقيق الغرض من التلدين الموحد.
  • درجة حرارة الفوهة - عادةً ما تكون درجة حرارة الفوهة أقل قليلًا من درجة الحرارة القصوى للبرميل لمنع اللعاب المحتمل للمادة المنصهرة في الفوهة المستقيمة. إذا تم استخدام فوهة القفل الذاتي لمنع اللعاب، يمكن أيضًا التحكم في درجة حرارة الفوهة ضمن نطاق درجة الحرارة القصوى للبرميل.
  • درجة حرارة العفن - تؤثر درجة حرارة القالب تأثيرًا كبيرًا على الأداء الداخلي والجودة الظاهرة لمنتجات TPU. ويعتمد ذلك على تبلور مادة TPU وحجم المنتجات. وعادةً ما يتم التحكم في درجة حرارة القالب بواسطة وسيط تبريد بدرجة حرارة ثابتة مثل ماء الماكينة.
    يتميز TPU بصلابة عالية، وبلورة عالية، ودرجة حرارة عالية للقالب. على سبيل المثال، تكسين، صلابة 480A، درجة حرارة القالب 20-30 ℃؛ صلابة 591A، درجة حرارة القالب 30-50 ℃؛ صلابة 355d، درجة حرارة القالب 40-65 ℃. تكون درجة حرارة القالب لمنتجات TPU بشكل عام 10-60 ℃. تكون درجة حرارة القالب منخفضة، ويتم تجميد المواد الذائبة في وقت مبكر جدًا ويتم إنتاج خط انسيابي، وهو ما لا يساعد على نمو الكريات، بحيث تكون بلورة المنتجات منخفضة، وستحدث عملية التبلور المتأخرة، مما يؤدي إلى انكماش ما بعد الانكماش وتغيير أداء المنتجات.
  • الضغط - الضغط - ال عملية الحقن هو الضغط بما في ذلك ضغط التلدين (الضغط الخلفي) وضغط الحقن. عندما يتراجع البرغي، يكون الضغط على الجزء العلوي من الذوبان هو الضغط الخلفي، والذي يتم تنظيمه بواسطة صمام الفائض. ستؤدي زيادة الضغط الخلفي إلى زيادة درجة حرارة الذوبان، وتقليل سرعة التلدين، وجعل درجة حرارة الذوبان موحدة ومزيج اللون موحدًا، وتفريغ الغاز الذائب، ولكن سيؤدي إلى إطالة دورة التشكيل. الضغط الخلفي ل TPU عادة ما يكون 0. 3 ~ 4MPa. ضغط الحقن هو الضغط الذي يمارسه الجزء العلوي من البرغي على TPU. وتتمثل وظيفته في التغلب على مقاومة تدفق مادة TPU من البرميل إلى التجويف، وملء القالب بالمواد المنصهرة، وضغط المواد المنصهرة.
    ترتبط مقاومة التدفق ومعدل ملء TPU ارتباطًا وثيقًا بلزوجة الذوبان، بينما ترتبط لزوجة الذوبان ارتباطًا مباشرًا بصلابة TPU ودرجة حرارة الذوبان، أي أن لزوجة الذوبان لا تتحدد فقط بدرجة الحرارة والضغط، ولكن أيضًا بصلابة TPU ومعدل التشوه. فكلما زاد معدل القص، انخفضت اللزوجة؛ وكلما زادت صلابة TPU، زادت اللزوجة.
    العلاقة بين اللزوجة ومعدل القص للراتنج بصلابة مختلفة (240 ℃). عند نفس معدل القص، تنخفض اللزوجة مع زيادة درجة الحرارة، ولكن عند معدل القص المرتفع، لا تتأثر اللزوجة بدرجة الحرارة كما هو الحال عند معدل القص المنخفض. يبلغ ضغط حقن TPU بشكل عام 20 ~ 110 ميجا باسكال. يبلغ ضغط التثبيت حوالي نصف ضغط الحقن، ويجب أن يكون الضغط الخلفي 1. أقل من 4 ميجا باسكال لجعل TPU ملدنًا بالتساوي.
  • زمن الدورة - يسمى زمن الدورة اللازمة لإكمال عملية الحقن بزمن دورة الصب. ويشمل زمن الدورة زمن التعبئة وزمن الانتظار وزمن التبريد والأوقات الأخرى (الفتح، وإزالة القالب، والإغلاق، وما إلى ذلك)، مما يؤثر بشكل مباشر على إنتاجية العمالة واستخدام المعدات. عادةً ما يتم تحديد دورة تشكيل TPU حسب الصلابة والسُمك والتكوين. دورة الصلابة العالية من TPU قصيرة، ودورة سماكة الجزء البلاستيكي طويلة، والدورة المعقدة لتكوين الجزء البلاستيكي طويلة، ودورة التشكيل مرتبطة أيضًا بدرجة حرارة القالب. تتراوح دورة تشكيل TPU بشكل عام بين 20-60 ثانية.
  • سرعة الحقن - تعتمد سرعة الحقن بشكل أساسي على تكوين منتجات القولبة بالحقن TPU. تحتاج المنتجات ذات الوجه النهائي السميك إلى سرعة حقن أقل، بينما تحتاج المنتجات ذات الوجه النهائي الرقيق إلى سرعة حقن أسرع.
  • سرعة اللولب - تتطلب معالجة منتجات القولبة بالحقن TPU عادةً معدل قص منخفض، لذا فإن سرعة اللولب المنخفضة مناسبة. تبلغ سرعة اللولب في TPU بشكل عام 20-80 لفة/دقيقة، لذلك يفضل أن تكون 20-40 لفة/دقيقة.

(2) معالجة الإغلاق

كما TPU (بولي يوريثان لدن بالحرارة) قد تتحلل في وقت ممتد تحت درجة حرارة عالية، يجب استخدام بلاستيك PS أو PE أو بلاستيك الأكريليت أو ABS للتنظيف بعد الإغلاق؛ إذا استمر الإغلاق لأكثر من ساعة واحدة، يجب إيقاف التسخين.

قولبة حقن بلاستيك TPU بالحقن

صب بلاستيك TPU

(3) المعالجة اللاحقة للمنتجات

وبسبب التلدين غير المتساوي لبولي بروبيلين ثلاثي الفينيل متعدد الكلور في البرميل أو معدلات التبريد المختلفة في تجويف القالب، فإنه غالبًا ما ينتج عنه تبلور وتوجيه وانكماش غير متساوٍ، مما يؤدي إلى وجود إجهاد داخلي في المنتجات، وهو ما يكون أكثر بروزًا في المنتجات ذات الجدران السميكة أو المنتجات ذات الحشوات المعدنية. وغالبًا ما تنخفض الخواص الميكانيكية للمنتجات ذات الإجهاد الداخلي، ويتعرض سطح المنتجات للجنون أو حتى التشوه والتشقق. وتتمثل طريقة حل هذه المشاكل في الإنتاج في تلدين المنتجات.

وتعتمد درجة حرارة التلدين على صلابة منتجات حقن TPU المصبوبة بالحقن. المنتجات ذات الصلابة العالية لها درجات حرارة تلدين أعلى ودرجات حرارة صلابة أقل. قد تتسبب درجات الحرارة المرتفعة جدًا في حدوث التواء أو تشوه في المنتجات، ولا يمكن لدرجات الحرارة المنخفضة جدًا أن تزيل الإجهاد الداخلي. يجب تلدين TPU في درجة حرارة منخفضة لفترة طويلة، ويمكن وضع المنتجات ذات الصلابة المنخفضة في درجة حرارة الغرفة لعدة أسابيع لتحقيق أفضل أداء. يمكن تلدين الصلابة 80 ℃ × 20 ساعة تحت الشاطئ A85، و100 ℃ × 20 ساعة فوق A85. يمكن إجراء عملية التلدين في فرن الهواء الساخن، مع الانتباه إلى الموضع حتى لا تسخن المنتجات وتشوهها محليًا.

لا يمكن أن يؤدي التلدين إلى التخلص من الإجهاد الداخلي فحسب، بل يمكنه أيضًا تحسين الخواص الميكانيكية. نظرًا لأن TPU عبارة عن شكل ثنائي الطور، يحدث خلط الطور أثناء العمل الساخن ل TPU. عندما يحدث منتج القولبة بالحقن TPU يتم تبريده بسرعة، بسبب اللزوجة العالية وبطء فصل الطور، يجب أن يكون لديه وقت كافٍ للانفصال وتشكيل منطقة متناهية الصغر، وذلك للحصول على أفضل أداء.

(4) قولبة الحقن المرصعة (4)

من أجل تلبية احتياجات قوة التجميع والخدمة, أجزاء القولبة بالحقن TPU يجب تضمينها بإدخالات معدنية. توضع الحشوة المعدنية أولاً في موضع محدد مسبقًا في القالب ثم يتم حقنها في منتج كامل. ونظرًا للاختلاف الكبير في الخواص الحرارية والانكماش بين الإدخال المعدني وبولي بروبيلين تيرفثالات TPU، فإن منتجات TPU المزودة بإدخالات لا يتم ربطها بإحكام.

ويتمثل الحل في التسخين المسبق للإدخال المعدني لأن فرق درجة حرارة الذوبان ينخفض بعد التسخين المسبق بحيث يمكن تبريد الذوبان حول الإدخال ببطء ويكون الانكماش منتظمًا نسبيًا أثناء عملية الحقن، ويمكن أن يحدث قدر معين من تأثير تغذية المواد الساخنة لمنع حدوث إجهاد داخلي مفرط حول الإدخال.

من السهل ترصيع TPU وشكل البطانة غير محدود. فقط بعد إزالة الشحوم من البطانة، يتم تسخينها عند 200-230 درجة مئوية لمدة 1. يمكن أن تصل قوة التقشير إلى 6-9 كجم / 25 مم في 5-2 دقيقة. من أجل الحصول على ترابط أقوى، يمكن طلاء البطانة بمادة لاصقة، ثم تسخينها عند 120 درجة مئوية، ثم حقنها. بالإضافة إلى ذلك، تجدر الإشارة إلى أن مادة TPU المستخدمة يجب ألا تحتوي على مواد تشحيم.

(5) إعادة تدوير المواد المعاد تدويرها

في عملية معالجة قولبة حقن TPU، يمكن إعادة تدوير النفايات مثل قناة التدفق الرئيسية وقناة التحويلة والمنتجات غير المؤهلة. ووفقًا للنتائج التجريبية، يمكن استخدام المواد المعاد تدويرها 100% بالكامل دون إضافة مواد جديدة، ولا يتم تقليل الخواص الميكانيكية بشكل خطير.

ومع ذلك، من أجل الحفاظ على الخواص الفيزيائية والميكانيكية وظروف الحقن في أفضل مستوى، يوصى بأن تكون نسبة المواد المعاد تدويرها 25% ~ 30%. وتجدر الإشارة إلى أن نوع ومواصفات المواد المعاد تدويرها والمواد الجديدة يجب أن تكون هي نفسها.

يجب عدم استخدام المواد المعاد تدويرها الملوثة أو الملدنة. يجب عدم تخزين المواد المعاد تدويرها لفترة طويلة. من الأفضل تحبيبها وتجفيفها على الفور. بشكل عام، يجب تقليل لزوجة ذوبان المواد المعاد تدويرها وتعديل ظروف التشكيل.

تحقق من المزيد صب حقن TPU معلومات أو للاتصال بنا

/بواسطة