TPE vs TPU

Při výběru mezi typy materiálů pro určité použití je důležité rozlišovat mezi termoplastickými elastomery (TPE) a termoplastickým polyuretanem (TPU). Oba jsou univerzální polymery a mají některé zvláštní vlastnosti. Ty umožňují jejich použití v mnoha oblastech. TPE jsou známé svou pružností, připraveností ke zpracování a nízkou cenou. Díky tomu jsou TPE vhodné pro ty aplikace, kde je zapotřebí pouze mírný výkon. Na rozdíl od TPU poskytují lepší houževnatost, opotřebení a chemické vlastnosti, které slouží náročným aplikacím i vyšším požadavkům na výkon. V tomto článku tedy prozkoumáme TPE vs. TPU, jejich rozdíly, podobnosti a vlastnosti.

Co je TPE?

TPE je zkrácená forma Termoplastické elastomery. Je to typ polymeru, který má vlastnosti pryže s recyklovatelným termoplastickým materiálem. Je stejně pružný jako pryž, ale zároveň stejně dobře ovladatelný jako termoplasty. TPE se většinou používají v těch oblastech, ve kterých se pružnost, pevnost a také snadná formulovatelnost považují za zásadní. Přejít na je TPE bezpečný se o TPE dozvíte více.

Co je TPU?

Termoplastický polyuretan (TPU) je označován jako termoplastický elastomer s velmi vysokou pružností, pevností a odolností proti oděru, chemikáliím a olejům. TPU se vyznačuje vlastnostmi plastových i elastomerních materiálů a vykazuje vynikající výkon v mnoha náročných aplikacích. Dostal se do je TPU bezpečný se dozvíte více o TPU.

Kompletní proces výroby TPE a TPU?

Probereme si celý proces výroby TPE i TPU.

1. Výrobní proces TPE

Následuje postup výroby termoplastických elastomerů krok za krokem.

1. Míchání

V případě TPE, jako jsou styrenové blokové kopolymery (SBC), se polystyren vyrábí smícháním s elastomerními polymery, např. polybutadienem. Složení se zahřeje, aby se roztavilo, a poté se provede proces tuhnutí, aby se získal konečný výrobek.

2. Polymerace

Při tvorbě TPE musí propylen řízeně reagovat s dalšími monomery. Tak může vzniknout termoplastický elastomer. Tento proces lze provést některými technikami včetně objemové nebo roztokové polymerace.

3. Vulkanizace

Pokud jde o výrobu termoplastických vulkanizátů (TPV), metoda používaná při jejich výrobě se nazývá dynamická vulkanizace. Při zpracování taveniny tohoto termoplastického polymeru se v tomto procesu přidává síťovací činidlo, tj. síra. Konečným produktem je směs, jejíž elastomerní část je alespoň částečně zesíťovaná. To pak pomáhá zlepšit pružnost a mechanické vlastnosti materiálu.

4. Vytlačování a lisování

Po smíchání nebo polymeraci je třeba TPE zpracovat vytlačováním nebo vstřikováním. Vytlačování naopak zahrnuje použití lisovací formy k vytlačování souvislých tvarů roztaveného TPE. Zatímco vstřikování se provádí vstřikováním roztaveného materiálu do forem pro výrobu požadovaných tvarů a výrobků.

2. Výrobní proces TPU

Zde je postup výroby termoplastického polyuretanu (TPU) krok za krokem.

1. Polymerace

Při výrobě TPU se používají diizokyanáty (např. methylen-difenyldiizokyanát nebo toluen-diizokyanát) a dioly (např. polyetherové nebo polyesterové dioly). Tato reakce tedy probíhá řízeným způsobem, aby vznikl polyuretanový polymer.

2. Složení

Po polymerizaci se polymer TPU smísí s plnivy, jako jsou změkčovadla, stabilizátory a barviva, aby se usnadnil vývoj požadovaných vlastností. Při tomto procesu se míchání taveniny provádí pomocí extrudéru. I když v této fázi mohou být použity i jiné metody.

3. Vytlačování a vstřikování

TPU se stejně jako ostatní termoplastické elastomery zpracovává vytlačováním nebo vstřikováním. Přestože se při zpracování TPU používají ve srovnání s TPE pokročilejší metody. Vytlačování je proces, při kterém je TPU protlačován lisovacím zařízením a tvarován do dlouhých profilů. Zatímco vstřikování je proces vstřikování TPU do formy pro výrobu určitých dílů.

4. Kalandrování a lití

Pro některé aplikace lze TPU zpracovávat také kalandrováním, při kterém se TPU válcováním nebo litím mění na velmi tenké pláty. Zde se TPU přímo lije do fólií nebo desek.

Vlastnosti TPU

• Flexibilita: TPU poskytuje analýzám velkou pružnost a elasticitu.
• Odolnost: Doporučuje se pro kvalitní vlastnosti, jako je odolnost proti oděru, opotřebení a roztržení.
• Chemická odolnost: Středně dobře odolává oleji, mastnotě a chemikáliím.
• Teplotní rozsah: Protože mohou pracovat při vysokých rychlostech, lze tuto konstrukci UV LED použít v širokém teplotním rozsahu od -40 °C do +80 °C.
• Transparentnost: TPU je možné vyrobit průhledný, což může být v některých případech použití výhodné.

 Vlastnosti TPE

• Pružnost: Vykazuje pružnost podobnou gumě.
• Zpracovatelnost: Snadno se zpracovávají i formují a mají dobré tokové vlastnosti.
• Flexibilita: Obvykle má střední zpracovatelnost, ale může být speciálně smíchán tak, aby měl nízkou nebo vysokou tvrdost.
• Recyklovatelnost: Lze ji recyklovat, což z ní činí matraci šetrnou k životnímu prostředí.
• Nákladová efektivita: V porovnání s některými jinými elastomery je obvykle levnější.

Materiálové charakteristiky TPE a TPU

1. Materiály TPE: TPE jsou založeny na několika polymerech, tj. blokových kopolymerech styrenu, polyolefinech a termoplastických vulkanizátech. Pro získání požadovaných vlastností se pravidelně mísí s přísadami, jako jsou změkčovadla, stabilizátory, plnidla a barviva. Dalšími dvěma jsou pomocné látky pro zpracování a speciální přísady, které lze rovněž využít ke zlepšení vlastností a zpracovatelnosti.
2. Materiály TPU: TPU se vyrábějí buď z polyesterových, nebo polyetherových diolů spolu s diizokyanáty. Obsahují změkčovadla, stabilizátory, plnidla a barviva. Zatímco ostatní obsahují síťovací činidla pro lepší vlastnosti. Funkční přísady, které se také označují jako zpracovatelské prostředky a speciální přísady, jsou určeny ke změně fyzikálních vlastností a výkonu.

Jaký je rozdíl mezi TPE a TPU?

Probereme si hlavní rozdíly mezi TPE a TPU do hloubky.

1. Chemické složení

• TPE: Jedná se o obecnou klasifikaci, která zahrnuje řadu polymerů spadajících do této kategorie, včetně SBC, TPO a TPV. Jedná se o polymer, který vykazuje jak elasticitu, tak termoplastické vlastnosti. Mohou to tedy být buď směsi, nebo kopolymery.
• TPU: Přesněji řečeno jsou vyráběny polyuretany, které vznikají působením diizokyanátů a diolů. TPU jsou příkladem termoplastických elastomerů, chemicky se však od ostatních termoplastických elastomerů liší. Kromě toho se vyrábějí z polyuretanu.

2. Charakteristika materiálu

• TPE: Zajišťuje měkkost a pružnost výrobku. TPE mohou být vyrobeny se střední nebo vysokou pružností v závislosti na požadavku aplikace, pro kterou budou použity. Ty způsobují, že se obecně snadněji zpracovávají a tvarují díky nižším teplotám zpracování a viskozitě.
• TPU: Tento materiál má vynikající odolnost proti oděru, vysokou mechanickou pevnost a je chemicky a olejivzdorný. TPU neztrácí své vlastnosti při vystavení nízkým ani vysokým teplotám.

3. Zpracování a výroba

• TPE: Rychleji se rozkládají nebo mají nižší viskozitu taveniny. Snadněji se zpracovává, a proto je jeho výroba levnější. Výrobky z TPE se většinou vyrábějí vstřikováním, vytlačováním a také vyfukováním.
• TPU: Musí se zpracovávat při vyšších teplotách a viskozita taveniny musí být vyšší, což činí zpracování náročnějším. Přesto lze TPU zpracovávat stejným způsobem pomocí oblíbených taktik, jako je vstřikování a vytlačování.

4. Výkonnostní vlastnosti

• TPE: Ve srovnání s TPU má nízkou odolnost proti oděru a mechanickou pevnost. Nemusí také lépe odolávat náročným chemickým vlivům nebo vysokým/nízkým teplotám než ostatní typy.
• TPU: Vykazuje velmi vysokou pevnost v tahu, vynikající abrazivní vlastnosti a uspokojivé výsledky při nízkých i vysokých teplotách. Nabízí lepší chemickou odolnost, protože zvládá náročná chemická prostředí.

5. Náklady a recyklovatelnost

• TPE: Obvykle je levnější než TPU a také se snadněji recykluje. V porovnání s kovy jsou jeho náklady na zpracování a materiál obvykle nižší. Je tedy vhodný pro většinu použití.
• TPU: Má nižší cenu než TPE, protože nabízí lepší výkonnostní charakteristiky. TPU lze hůře recyklovat. Může tak být ovlivněn jeho dopad na životní prostředí.

6. Aplikace

• TPE: Vyskytuje se ve spotřebních výrobcích, v automobilovém průmyslu, v těsnění, těsnicích materiálech a zdravotnických prostředcích. Vybírá se pro aplikace, kde jsou klíčovými požadavky flexibilita a náklady, a ne vysoká odolnost.
• TPU: Běžně se používá v aplikacích vyžadujících vysoký výkon, např. při výrobě automobilových dílů, průmyslových dílů, podrážek sportovních bot a lékařských přístrojů. Nejlépe se hodí pro výrobky, které vyžadují nebo chtějí vysokou úroveň oděru, zjevně chemickou a vysoký stupeň výmluvnosti.

Charakteristika	TPE (termoplastické elastomery)	TPU (termoplastický polyuretan)
Chemické složení	Obvykle se vyrábí z různých polymerů (např. SBC, TPO, TPV).	Jedná se o kompozici polyuretanů (diizokyanáty + dioly).
Charakteristika materiálu	Relativně pružné, měkké, mohou být tuhé nebo ohebné.	Vykazuje vysokou odolnost proti oděru, pevnost a chemickou odolnost.
Zpracování	Poměrně jednodušší, potřebuje nižší teploty a vyžaduje jednodušší tvarování.	Může vyžadovat vyšší teploty a složitější zpracování.
Vlastnosti výkonu	Obecně mají nižší oděruvzdornost a mechanickou pevnost. Kromě toho má omezenou chemickou odolnost	mají vynikající odolnost proti oděru, vysokou pevnost a odolnost vůči extrémním teplotám.
Náklady a recyklovatelnost	Obecně nižší náklady, snadnější recyklace	Vyšší náklady a náročnější recyklace
Aplikace	Široké využití ve spotřebním zboží, automobilových dílech, těsnění a zdravotnických prostředcích.	Mnohostranné použití v průmyslových dílech, obuvi, automobilových součástkách a lékařských přístrojích.

Jaké jsou podobnosti mezi TPE a TPU?

TPE i TPU patří do skupiny termoplastů. Mají tedy mnoho společného. Pojďme si tyto společné vlastnosti podrobněji probrat.

• Termoplastická povaha: Obojí lze opakovaně použít a recyklovat zahříváním.
• Pružné vlastnosti: Také se deformují, ale tyto dva materiály jsou pružné a po uvolnění od deformující síly se opět dostanou do původního stavu.
• Způsoby zpracování: U obou se používají všechny tři metody zpracování, a to vstřikování, vytlačování a vyfukování.
• Možnost přizpůsobení: Obě mohou mít různou tvrdost, pružnost a pevnost v závislosti na technických požadavcích.
• Spotřební zboží: Obě se mohou uplatnit v automobilových součástkách, klinických přístrojích a domácích spotřebičích.
• Překrývající se případy použití: Jsou vhodné pro použití v případech, kdy je potřeba pružnost a houževnatost požadovaného výrobku.
• Recyklovatelnost: Obě jsou ve většině případů recyklovatelné, i když proces recyklace se může lišit.
• Odolnost vůči životnímu prostředí: V závislosti na složení poskytují určitou ochranu proti vlhkosti a ultrafialovému záření.

Jaké jsou vzájemné alternativy TPE a TPU?

Materiál	Popis	Výhody	Nevýhody
Silikonová pryž	Jedná se o elastomer s vysokou pružností a teplotní odolností.	Vynikající teplotní stabilita a chemická odolnost.	Obvykle jsou dražší a hůře se zpracovávají.
Pryž EPDM	Převážně syntetický kaučuk s dobrou odolností proti povětrnostním vlivům a ozónu.	Vykazuje vysokou odolnost, vhodný pro venkovní použití.	Má nižší pružnost než TPE a TPU.
Neopren	Jedná se o syntetickou pryž, která je známá svou pružností a odolností vůči povětrnostním vlivům.	Mají dobrou chemickou odolnost a pružnost.	Má menší pevnost v tahu a odolnost proti oděru.
Viton (FKM)	Jedná se o fluoroelastomer s vysokou chemickou odolností.	mají vynikající chemickou a teplotní odolnost.	Mají vysoké náklady a rigiditu.
Polyolefinové elastomery (POE)	Pružný a univerzální materiál podobný TPE.	Má dobrou pružnost a nízkou hustotu.	Ve srovnání s TPU má omezenou chemickou odolnost.

Jaké jsou výhody TPE ve srovnání s TPU?

1. Nákladově efektivní: Při výrobě pevných potravin jsou obvykle vyšší výrobní náklady, ale náklady jsou obecně nižší.
2. Snadnost zpracování: Snížení teplot, při kterých lze výrobky zpracovávat, a snadnější tvarování materiálu.
3. Pružnost a měkkost: K dispozici je komplexní parametr měkkosti a pružnosti chirurgických sešívaček.
4. Recyklovatelnost: Čtvrtým kritériem je recyklovatelnost nebo opětovná použitelnost z hlediska formy a materiálu, podle kterého by měl být předmět snadno recyklovatelný nebo znovu zpracovatelný.
5. Všestranné složení: Existuje v různých formách, aby vyhovoval specifickým vlastnostem konkrétní aplikace.

Jaké jsou nevýhody TPE ve srovnání s TPU?

• Nižší odolnost proti oděru: V aplikacích s vysokým stupněm opotřebení je třeba dávat přednost.
• Chemická odolnost: Obecně jsou náchylnější k působení chemikálií, olejů a rozpouštědel.
• Teplotní tolerance: Snížený výkon při vysokých nebo nízkých teplotách.
• Mechanická pevnost: Obecně vykazuje nižší pevnost v tahu a pevnost při přetržení.

Jaké jsou výhody TPU ve srovnání s TPE?

1. Vynikající odolnost proti oděru: Extrémní opotřebení zajišťuje velmi dobrý výkon v aplikacích, které se pravděpodobně rychle opotřebují.
2. Odolnost vůči chemikáliím a olejům: Není snadno rozložitelný chemickými rozpouštědly a jinými chemikáliemi.
3. Vysoký výkon v extrémních podmínkách: Odolnost vůči vysokým a nízkým teplotám okolního prostředí i suchého ledu.
4. Silné mechanické vlastnosti: Vynikající pevnost v tahu a zvýšené rázové vlastnosti.
5. Možnost přizpůsobení: Kombinace tvrdosti a pružnosti, možnosti.

Jaké jsou nevýhody TPU ve srovnání s TPE?

• Vyšší náklady: Protože se jedná o domácí výrobek, jeho výroba je dražší než výroba tradičních spotřebních výrobků.
• Složitost zpracování: Vyžaduje vysoké teploty a specifické přístroje nebo nástroje.
• Výzvy v oblasti recyklace: Pokud jde o recyklaci, je to ve srovnání s TPE obtížnější.
• Omezené formulace: Ve srovnání s TPE existuje méně typů v důsledku vývoje.

Kdy zvolit TPE?

• Nákladová efektivita: V případě, že je problémem rozpočet, jako je tomu u TPE, může být použití této formy méně nákladné.
• Jednoduché zpracování: Pro aplikace, kde je vyžadováno snadné tvarování a teplota tvarování je poměrně nízká.
• Flexibilita: Při použití pryžových výrobků se jedná o prvky, které vyžadují měkkost a pružnost, jako jsou rukojeti nebo těsnění.
• Recyklovatelnost: Zatímco pro výrobu, která je šetrná k životnímu prostředí s ohledem na její dopad a snadno se recykluje.
• Obecné použití: Jedná se o aplikace, které od kartáčů nevyžadují vysoký výkon.

Kdy zvolit TPU?

• Odolnost: Tam, kde dochází k vysokému opotřebení a tření a kde je vyžadována vysoká abrazivita.
• Chemická odolnost: Při práci s chemikáliemi, oleji nebo rozpouštědly Mezi osoby, které musí nosit rukavice, patří osoby, které pracují s.
• Extrémy teplot: Při vysokých teplotách a dokonce i při nízkých teplotách by se dalo dosáhnout.
• Mechanická pevnost: Pokud je požadována vysoká pevnost v tahu a rázu.
• Speciální výkonnostní potřeby: pro takové specifické potřeby, které mají být splněny různými stavebními prostředími, lze odkázat na přizpůsobené vlastnosti, jako je např.

Závěr

Závěrem, TPE vs. TPU, navzdory podobnostem jsou TPE a TPU odlišné materiály s významnými vlastnostmi a nevýhodami z hlediska použití. TPE jsou relativně levnější a jejich zpracování je ve srovnání s ostatními elastomery také jednodušší. Díky tomu je jejich použití univerzální. Zároveň jsou TPU určeny pro nejvyšší zatížení a požadavky z hlediska odolnosti proti opotřebení, vysokým teplotám a chemikáliím. Pokud jde o rozdíly ve vlastnostech TPE a TPU, je možné uvést následující: Výhodnost či nevýhodnost TPE ve srovnání s TPU závisí na speciálních požadavcích na materiál, na cenových hlediscích a na technologických možnostech dalšího zpracování výrobku.

Často kladené otázky

Q1. Jaký je hlavní rozdíl mezi TPE a TPU?

Nejdůležitějším rozdílem je, že TPU je zvláštní druh TPE. Má však vyšší potenciál, pokud jde o pevnost, odolnost vůči chemikáliím nebo rozpouštědlům a přizpůsobené teplotní segmenty.

Q2. Jsou TPU a TPE recyklovatelné?

Recyklace TPE a TPU je možná, i když možnosti recyklace jsou ve srovnání s jinými termoplastickými elastomery omezené.

Ano, TPE je recyklovatelný; totéž platí i pro materiály TPU.

Q3. Který z těchto dvou materiálů je levnější, TPE nebo TPU? 

TPE má ve srovnání s TPU o něco nižší náklady.

Q4. Jak se TPU liší od TPE, pokud jde o jejich použití?

TPU je vhodný tam, kde je nutné vyztužení, aplikace je vystavena chemikáliím nebo drsnému prostředí a aplikace musí odolávat i vysokým teplotám.

Q5. Lze TPE použít v oblastech s mimořádnými klimatickými podmínkami?

TPE má i některé nevýhody. Z tohoto důvodu nemusí být stejně účinný jako např. TPU zvláště v těžkých podmínkách.