TPE mod TPU

Når man skal vælge mellem materialetyper til en bestemt anvendelse, er det vigtigt at skelne mellem termoplastiske elastomerer (TPE) og termoplastisk polyurethan (TPU). Begge er alsidige polymerer og har nogle særlige egenskaber. De gør det muligt at anvende dem inden for mange områder. TPE'er er berømte for deres fleksibilitet, deres forarbejdningsevne og deres lave omkostninger. Det gør TPE'er velegnede til de anvendelser, hvor der kun er brug for moderat ydeevne. I modsætning til TPU'er giver de forbedret sejhed, slidstyrke og kemiske egenskaber, så de kan bruges til udfordrende anvendelser og med højere krav til ydeevne. Så i denne artikel vil vi udforske TPE vs TPU, deres forskelle, ligheder og egenskaber.

Hvad er TPE?

TPE'er er den korte form af Termoplastiske elastomerer. Det er en type polymer, der har egenskaber fra gummi med genanvendeligt termoplastisk materiale. Det er lige så fleksibelt som gummi, men samtidig lige så håndterbart som termoplast. TPE'er bruges for det meste i de områder, hvor fleksibilitet, styrke og nem formulering anses for at være afgørende. Gå til Er TPE sikkert? for at få mere at vide om TPE.

Hvad er TPU?

Termoplastisk polyurethan (TPU) beskrives som en termoplastisk elastomer med meget høj elasticitet, styrke og modstandsdygtighed over for slid, kemikalier og olie. TPU udmærker sig ved at have egenskaber fra både plast og elastomermaterialer og har en fremragende ydeevne i mange krævende anvendelser. Skal til Er TPU sikkert? for at få mere at vide om TPU.

Den komplette proces for fremstilling af TPE og TPU?

Lad os diskutere hele processen med at fremstille både TPE og TPU.

1. Fremstillingsproces af TPE

Følgende er den trinvise proces for fremstilling af termoplastiske elastomerer.

1. Blanding

Når det gælder TPE'er som styrenblokcopolymerer (SBC'er), sker fremstillingen ved at blande polystyren med elastomeriske polymerer, f.eks. polybutadien. Sammensætningen opvarmes for at smelte den, og derefter udføres størkningsprocessen for at opnå det endelige produkt.

2. Polymerisering

Ved dannelsen af TPE'er skal propylen omsættes med andre monomerer på en kontrolleret måde. Så det kan producere en termoplastisk elastomer. Denne proces kan udføres ved hjælp af nogle teknikker, herunder bulk- eller opløsningspolymerisation.

3. Vulkanisering

Når det gælder produktionen af termoplastiske vulkanisater (TPV'er), kaldes den metode, der anvendes under dannelsen, dynamisk vulkanisering. Under smelteprocessen af denne termoplastiske polymer tilsættes et tværbindingsmiddel, dvs. svovl, i denne proces. Slutproduktet er en blanding, hvor den elastomere del i det mindste er delvist tværbundet. Så hjælper det med at forbedre materialets elasticitet og mekaniske egenskaber.

4. Ekstrudering og støbning

Efter blanding eller polymerisering skal TPE'er behandles gennem ekstrudering eller sprøjtestøbning. Ekstrudering indebærer på den anden side brug af en dyse til at ekstrudere kontinuerlige former af den smeltede TPE. Mens sprøjtestøbning udføres ved at sprøjte det smeltede materiale ind i forme for at lave de ønskede former og produkter.

2. Fremstillingsproces af TPU

Her er den trinvise proces for fremstilling af termoplastisk polyurethan (TPU).

1. Polymerisering

Vi fremstiller TPU ved hjælp af diisocyanater (f.eks. methylendiphenyldiisocyanat eller toluendiisocyanat) og dioler (f.eks. polyether- eller polyesterdioler). Så denne reaktion udføres på en kontrolleret måde for at producere polyuretanpolymeren.

2. Sammensætning

Efter polymerisering blandes TPU-polymeren med fyldstoffer som blødgørere, stabilisatorer og farvestoffer for at gøre det lettere at udvikle de nødvendige egenskaber. I denne proces udføres smelteblandingen ved hjælp af en ekstruder. Men andre metoder kan også være involveret i denne fase.

3. Ekstrudering og sprøjtestøbning

TPU forarbejdes som alle andre termoplastiske elastomerer ved ekstrudering eller sprøjtestøbning. Selvom der bruges mere avancerede metoder til forarbejdning af TPU sammenlignet med TPE'er. Ekstrudering er den proces, hvor TPU tvinges gennem en dyse og formes til lange profiler. Mens sprøjtestøbning er den proces, hvor TPU'en sprøjtes ind i en form for at lave bestemte dele.

4. Kalandrering og støbning

Til nogle anvendelser kan TPU også forarbejdes ved hjælp af kalandreringsprocessen, hvor TPU omdannes til meget tynde plader ved hjælp af valsning eller støbning. Her hældes TPU direkte i film eller plader.

Egenskaber ved TPU

• Fleksibilitet: TPU giver stor fleksibilitet og elasticitet til analyserne.
• Holdbarhed: Refereret til kvalitetsegenskaber som slidstyrke.
• Kemisk modstandsdygtighed: Tåler olie, fedt og kemikalier moderat godt.
• Temperaturområde: Da de kan arbejde ved høje hastigheder, kan dette design af UV-LED bruges i et bredt temperaturområde fra -40 °C til +80 °C.
• Gennemsigtighed: Det er muligt at gøre TPU gennemsigtigt, hvilket kan være en fordel i nogle sammenhænge.

 Egenskaber ved TPE

• Elasticitet: Udviser gummilignende elasticitet.
• Bearbejdelighed: De er nemme at bearbejde og støbe med gode flydeegenskaber.
• Fleksibilitet: Har normalt moderat bearbejdelighed, men kan blandes specielt for at give den lav eller høj hårdhed.
• Genanvendelighed: Den kan genbruges, hvilket gør den til en miljøvenlig madras.
• Omkostningseffektivitet: Normalt billigere sammenlignet med nogle af de andre elastomerer.

Materialeegenskaber for TPE og TPU

1. TPE Materialer: TPE'er er baseret på forskellige polymerer, f.eks. styrenblokcopolymerer, polyolefiner og termoplastiske vulkanisater. De blandes regelmæssigt med tilsætningsstoffer som blødgørere, stabilisatorer, fyldstoffer og farvestoffer for at opnå de ønskede egenskaber. De to andre er proceshjælpemidler og specialadditiver, som også kan bruges til at forbedre ydeevnen og bearbejdeligheden.
2. TPU Materialer: TPU'er fremstilles enten af polyester- eller polyetherdioler sammen med diisocyanater. De indeholder blødgørere, stabilisatorer, fyldstoffer og farver. Mens de andre har tværbindingsmidler for at få en bedre ydeevne. Funktionelle additiver, som også kaldes forarbejdningsressourcer og specialadditiver, er beregnet til at ændre fysiske egenskaber og ydeevne.

Hvad er forskellen mellem TPE og TPU?

Lad os diskutere de største forskelle mellem TPE og TPU i dybden

1. Kemisk sammensætning

• TPE: Dette er en generisk klassifikation, der indeholder en række polymerer, der falder ind under denne kategori, herunder SBC'er, TPO'er og TPV'er. Det er en polymer, der udviser både elasticitet og termoplastiske egenskaber. Så de kan enten være blandinger eller copolymerer.
• TPU: Mere præcist produceres de af polyuretaner, som dannes ved hjælp af diisocyanater og dioler. TPU'er er eksempler på termoplastiske elastomerer, men de er kemisk forskellige fra andre termoplastiske elastomerer. Desuden er de fremstillet af polyuretan.

2. Materialeegenskaber

• TPE: Giver produktet blødhed og fleksibilitet. TPE'er kan fremstilles med moderat eller høj elasticitet afhængigt af kravene til den anvendelse, de skal bruges til. Det gør dem generelt lettere at forarbejde og forme på grund af lavere forarbejdningstemperaturer og viskositeter.
• TPU: Dette materiale har en bemærkelsesværdig fremragende slidstyrke og høj mekanisk styrke, og det er kemikalie- og olieresistent. TPU'er mister ikke deres ydeevne, når de udsættes for lave eller høje temperaturer.

3. Forarbejdning og fremstilling

• TPE: Hurtigere at nedbryde eller med lavere smelteviskositet. Det er lettere at bearbejde og derfor billigere at fremstille. Produkter fremstillet af TPE gennemgår for det meste sprøjtestøbning, ekstrudering samt blæsestøbning.
• TPU: Det skal forarbejdes ved højere temperaturer, og smelteviskositeten skal være højere, hvilket gør forarbejdningen mere udfordrende. Ikke desto mindre kan TPU forarbejdes på samme måde med populære taktikker som sprøjtestøbning og ekstrudering.

4. Egenskaber for ydeevne

• TPE: Har dårlig slidstyrke og mekanisk styrke i forhold til TPU. Det kan heller ikke modstå alvorlige kemikalier eller høje/lave temperaturer bedre end de andre typer.
• TPU: Det har meget høj trækstyrke, overlegne slibeegenskaber og tilfredsstillende resultater ved lave og høje temperaturer. Det giver bedre kemisk resistens, da det kan håndtere vanskelige kemiske miljøer.

5. Omkostninger og genanvendelighed

• TPE: Normalt billigere end TPU, og det er også lettere at genbruge. Sammenlignet med metaller er forarbejdnings- og materialeomkostningerne normalt lavere. Så det er velegnet til de fleste anvendelser.
• TPU: Har en lavere pris end TPE, fordi det har bedre egenskaber. TPU kan være sværere at genbruge. Så dets miljøpåvirkning kan blive påvirket.

6. Ansøgninger

• TPE: Findes i forbrugerprodukter, bilindustrien, tætningsapplikationer, pakninger og medicinsk udstyr. Det vælges til anvendelser, hvor fleksibilitet og omkostninger er vigtige krav i stedet for at søge en høj grad af holdbarhed.
• TPU: Almindelig i applikationer, der kræver høj ydeevne, f.eks. fremstilling af bildele, industrielle dele, såler til sportssko og medicinsk udstyr. Det er bedst egnet til produkter, der kræver eller ønsker høj grad af slid, tydeligvis kemisk og høj grad af udstråling.

Karakteristisk	TPE (termoplastiske elastomerer)	TPU (termoplastisk polyurethan)
Kemisk sammensætning	Det er generelt lavet af forskellige polymerer (f.eks. SBC'er, TPO'er, TPV'er).	Det er en sammensætning af polyurethaner (diisocyanater + dioler)
Materialeegenskaber	Relativt fleksibel, blød og kan være stiv eller fleksibel	Høj slidstyrke, stærk og kemikalieresistent
Forarbejdning	Meget nemmere, kræver lavere temperaturer og enklere støbning	Det kan kræve højere temperaturer og have en mere kompleks behandling
Egenskaber for ydeevne	Har generelt en lavere slidstyrke og mekanisk styrke. Derudover har det begrænset kemisk resistens	Har overlegen slidstyrke, høj styrke og ydeevne ved ekstreme temperaturer
Omkostninger og genanvendelighed	Generelt lavere omkostninger, lettere at genbruge	Har en højere pris og er mere udfordrende at genbruge
Anvendelser	Brede anvendelser inden for forbrugsvarer, bildele, tætninger og medicinsk udstyr	Mange anvendelser i industrielle dele, fodtøj, bilkomponenter og medicinsk udstyr

Hvad er lighederne mellem TPE og TPU?

Både TPE og TPU tilhører den termoplastiske familie. Så de har mange ting til fælles. Lad os diskutere disse fælles træk i detaljer.

• Termoplastisk natur: Begge dele kan genbruges og genanvendes flere gange ved at opvarme processen.
• Elastiske egenskaber: De bliver også deformeret, men disse to materialer er fleksible, og de genvinder deres oprindelige tilstand, når de frigøres fra den deformerende kraft.
• Forarbejdningsmetoder: Alle tre forarbejdningsmetoder, nemlig sprøjtestøbning, ekstrudering og blæsestøbning, bruges til begge dele.
• Kan tilpasses: Begge kan have forskellig hårdhed, fleksibilitet og styrke afhængigt af de tekniske krav.
• Forbrugerprodukter: Begge dele kan anvendes i bilkomponenter, klinisk udstyr og husholdningsapparater.
• Overlappende brugsscenarier: De er gode til brug, når der er behov for fleksibilitet og sejhed til det ønskede produkt.
• Genanvendelighed: Begge dele kan genbruges i de fleste tilfælde, selvom genbrugsprocessen kan være forskellig.
• Miljømæssig modstandsdygtighed: De giver en vis grad af barriere mod fugt og ultraviolet lys, afhængigt af formuleringen.

Hvad er de gensidige alternativer til TPE og TPU?

Materiale	Beskrivelse	Fordele	Ulemper
Silikone-gummi	Det er en elastomer med høj fleksibilitet og temperaturbestandighed.	Fremragende temperaturstabilitet og kemisk resistens.	Typisk dyrere og sværere at behandle.
EPDM-gummi	Hovedsageligt en syntetisk gummi med god vejr- og ozonbestandighed.	Udviser stor holdbarhed, god til udendørs brug.	Det har lavere fleksibilitet end TPE og TPU.
Neopren	Det er også en syntetisk gummi, der er kendt for sin fleksibilitet og vejrbestandighed.	Har god kemisk resistens og fleksibilitet.	Det har mindre trækstyrke og slidstyrke.
Viton (FKM)	Det er en fluorelastomer med høj kemisk resistens.	Har overlegen kemikalie- og temperaturbestandighed.	Har høje omkostninger og stivhed.
Polyolefin-elastomerer (POE)	Fleksibelt og alsidigt materiale i lighed med TPE.	Har god fleksibilitet og lav densitet.	Det har begrænset kemisk resistens sammenlignet med TPU.

Hvad er fordelene ved TPE sammenlignet med TPU?

1. Omkostningseffektivt: Normalt er der højere produktionsomkostninger ved fremstilling af faste fødevarer, men omkostningerne er generelt lavere.
2. Nem behandling: Reducerede temperaturer, hvor artiklerne kan forarbejdes, og lettere støbning af materialet.
3. Fleksibilitet og blødhed: Der findes en omfattende parameter for blødhed og fleksibilitet af kirurgiske hæftemaskiner.
4. Genanvendelighed: Genanvendelighed eller genbrugelighed i form og materiale er det fjerde kriterium og siger, at et objekt skal være let at genbruge eller oparbejde.
5. Alsidige formuleringer: Findes i forskellige former for at opfylde specifikke egenskaber for den specifikke anvendelse.

Hvad er ulemperne ved TPE sammenlignet med TPU?

• Lavere slidstyrke: Der er meget at foretrække i applikationer med stort slid.
• Kemisk modstandsdygtighed: Generelt mere modtagelige for angreb fra kemikalier, olie og opløsningsmidler.
• Temperaturtolerance: Nedsat ydeevne ved enten høje eller lave temperaturer.
• Mekanisk styrke: Generelt udviser det lavere trækstyrke og rivestyrke.

Hvad er fordelene ved TPU sammenlignet med TPE?

1. Overlegen slidstyrke: Ekstrem slidstyrke giver en meget god ydeevne i applikationer, der sandsynligvis vil blive slidt hurtigt.
2. Modstandsdygtighed over for kemikalier og olie: Nedbrydes ikke let af kemiske opløsningsmidler og andre kemikalier.
3. Høj ydeevne ved ekstremer: Modstandsdygtig over for høje og lave temperaturer i både omgivelserne og tøris.
4. Stærke mekaniske egenskaber: Overlegen styrke og øget slagfasthed.
5. Kan tilpasses: Kombination af hårdhed og elasticitet, muligheder.

Hvad er ulemperne ved TPU sammenlignet med TPE?

• Højere omkostninger: Som et hjemmelavet produkt vil det være dyrere at producere end traditionelle forbrugerprodukter.
• Behandlingskompleksitet: Det kræver høje temperaturer og særlige apparater eller instrumenter.
• Udfordringer med genbrug: Når det kommer til genbrug, er det sværere at gøre det sammenlignet med TPE.
• Begrænsede formuleringer: Der er færre typer i forhold til TPE som følge af udviklingen.

Hvornår skal man vælge TPE?

• Omkostningseffektivitet: Når budgettet er et problem, som med TPE, kan brugen af denne form være mindre omkostningskrævende.
• Enkel behandling: Til anvendelser, hvor der kræves nem støbning, og hvor støbningstemperaturen er forholdsvis lav.
• Fleksibilitet: Når anvendelsen af gummiprodukterne involverer elementer, der kræver blødhed og fleksibilitet, som f.eks. greb eller tætninger.
• Genanvendelighed: Samtidig med at produktionen er miljøvenlig i forhold til dens påvirkning og let at genbruge.
• Almindelig brug: Det er de applikationer, der ikke kræver høj ydeevne fra børsterne.

Hvornår skal man vælge TPU?

• Holdbarhed: Hvor der vil være stort slid og friktion, og hvor der kræves stor slibeevne.
• Kemisk modstandsdygtighed: Når der arbejdes med kemikalier, olier eller opløsningsmidler Personer, der skal bære handsker, omfatter dem, der arbejder med.
• Ekstreme temperaturer: Når det drejer sig om høje temperaturer, kan der også opnås anvendelse ved lave temperaturer.
• Mekanisk styrke: Hvis der kræves applikationer med høj træk- og slagstyrke.
• Særlige præstationsbehov: for at sådanne specifikke behov kan opfyldes af forskellige byggede miljøer, kan man henvise til tilpassede egenskaber som

Konklusion

Afslutningsvis er TPE vs. TPU på trods af lighederne forskellige materialer med deres bemærkelsesværdige egenskaber og ulemper i forhold til brugen. TPE'er er relativt billigere, og deres forarbejdning er også lettere sammenlignet med andre elastomerer. Det gør dem alsidige at bruge. Samtidig er TPU'er designet til de højeste belastninger og krav med hensyn til slid-, varme- og kemikalieresistens. Hvad angår forskellene i TPE's og TPU's egenskaber, er det muligt at sige følgende: TPE's overlegenhed eller underlegenhed i forhold til TPU afhænger af materialets særlige krav, omkostningsovervejelser og teknologiske muligheder for yderligere behandling af produktet.

Ofte stillede spørgsmål

Q1. Hvad er den primære forskel mellem TPE og TPU?

Den vigtigste forskel er, at TPU er en særlig form for TPE. Det har dog et større potentiale med hensyn til styrke, modstandsdygtighed over for kemikalier eller opløsningsmidler og tilpassede temperatursegmenter.

Q2. Er TPU og TPE genanvendelige?

Genbrug af TPE og TPU er muligt, selvom de tilgængelige muligheder for genbrug er begrænsede sammenlignet med andre termoplastiske elastomerer.

Ja, TPE er genanvendeligt; det samme gælder for TPU-materialer.

Q3. Hvilken af de to er billigst, TPE eller TPU? 

TPE har en lidt lavere pris sammenlignet med TPU.

Q4. Hvordan adskiller TPU sig fra TPE i forhold til deres anvendelser?

TPU er velegnet, hvor der er behov for forstærkning, hvor applikationen er udsat for kemikalier eller barske miljøer, og hvor applikationen også skal kunne modstå høj varme.

Q5. Kan TPE bruges i regioner med ekstraordinære klimaforhold?

Der er nogle ulemper forbundet med TPE. På grund af dette er det måske ikke lige så effektivt som TPU specielt under svære forhold.