2024년 TPE 대 TPU, 그 특성, 응용 분야 및 이점

특정 용도에 맞는 소재 유형을 선택할 때는 열가소성 엘라스토머(TPE)와 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 구분하는 것이 중요합니다. 두 가지 모두 다용도 폴리머이며 몇 가지 특별한 특성을 가지고 있습니다. 따라서 다양한 분야에 적용할 수 있습니다. TPE는 유연성, 가공 용이성, 저렴한 비용으로 유명합니다. 따라서 TPE는 적당한 성능만 필요한 분야에 적합합니다. TPU와 달리 인성, 내마모성, 화학적 특성이 개선되어 까다로운 용도는 물론 더 높은 성능 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 따라서 이 글에서는 TPE와 TPU의 차이점, 유사점 및 특성을 살펴보겠습니다.

TPE란 무엇인가요?

TPE는 열가소성 엘라스토머. 재활용 가능한 열가소성 소재에 고무의 특성을 가진 폴리머의 일종입니다. 고무처럼 유연하면서도 열가소성 플라스틱처럼 관리가 용이합니다. TPE는 주로 유연성, 강도, 배합 용이성이 중요한 분야에 사용됩니다. 바로가기 TPE는 안전한가요? 를 클릭하여 TPE에 대해 자세히 알아보세요.

TPU란 무엇인가요?

열가소성 폴리우레탄(TPU)은 탄력성, 강도, 내마모성, 내화학성, 내유성이 매우 높은 열가소성 엘라스토머로 설명됩니다. TPU는 플라스틱과 엘라스토머 소재의 특징을 모두 갖추고 있으며 여러 가혹한 환경에서 뛰어난 성능을 발휘합니다. Got to TPU는 안전한가요? 를 클릭해 TPU에 대해 자세히 알아보세요.

TPE 및 TPU 제조의 전체 프로세스?

TPE와 TPU의 전체 제조 공정에 대해 알아보겠습니다.

1. TPE의 제조 공정

다음은 열가소성 엘라스토머 제조의 단계별 프로세스입니다.

1. 블렌딩

스티렌 블록 코폴리머(SBC)와 같은 TPE의 경우, 제조 방법은 폴리스티렌을 탄성 중합체, 즉 폴리부타디엔과 합성하는 것입니다. 조성물을 가열하여 녹인 다음 응고 공정을 거쳐 최종 제품을 얻습니다.

2. 중합

TPE를 형성할 때 프로필렌은 다른 모노머와 제어된 방식으로 반응해야 합니다. 따라서 열가소성 엘라스토머를 생산할 수 있습니다. 이 공정은 벌크 또는 용액 중합을 포함한 몇 가지 기술을 통해 수행할 수 있습니다.

3. 가황

열가소성 가황(TPV)의 생산과 관련하여 형성 과정에서 사용되는 방법을 동적 가황이라고 합니다. 이 열가소성 폴리머의 용융 처리 과정에서 가교제, 즉 유황이 첨가됩니다. 최종 제품은 엘라스토머 부분이 적어도 부분적으로 가교 결합된 블렌드입니다. 그러면 소재의 탄성과 기계적 특성을 개선하는 데 도움이 됩니다.

4. 압출 및 성형

혼합 또는 중합 후 TPE는 압출 또는 사출 성형으로 가공해야 합니다. 반면 압출은 다이를 사용하여 용융된 TPE를 연속적인 형태로 압출하는 것입니다. 반면 사출 성형은 용융된 소재를 금형에 주입하여 원하는 모양과 제품을 만드는 방식으로 진행됩니다.

2. TPU의 제조 공정

열가소성 폴리우레탄(TPU) 제조의 단계별 프로세스는 다음과 같습니다.

1. 중합

디이소시아네이트(예: 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 또는 톨루엔 디이소시아네이트)와 디올(예: 폴리에테르 또는 폴리에스테르 디올)을 사용하여 TPU를 만듭니다. 따라서 이 반응은 폴리우레탄 폴리머를 생산하기 위해 통제된 방식으로 수행됩니다.

2. 컴파운딩

중합 후 TPU 폴리머는 가소제, 안정제 및 착색제와 같은 충전제와 혼합되어 필요한 특성을 개발할 수 있도록 촉진합니다. 이 과정에서 용융 혼합은 압출기를 사용하여 수행됩니다. 이 단계에서는 다른 방법이 사용될 수 있습니다.

3. 압출 및 사출 성형

다른 열가소성 엘라스토머와 마찬가지로 TPU는 압출 또는 사출 성형으로 가공됩니다. TPE에 비해 TPU 가공에는 더 진보된 방법이 사용되지만. 압출은 TPU를 다이를 통해 강제로 밀어내어 긴 프로파일로 성형하는 공정입니다. 반면 사출 성형은 특정 부품을 만들기 위해 금형에 TPU를 주입하는 공정입니다.

4. 캘린더링 및 캐스팅

일부 애플리케이션의 경우 TPU를 압연 또는 주조를 통해 매우 얇은 시트로 만드는 캘린더링 공정을 통해 TPU를 가공할 수도 있습니다. 여기서 TPU는 필름이나 시트에 직접 부어집니다.

TPU의 특성

유연성: TPU는 분석에 뛰어난 유연성과 탄성을 제공합니다.
내구성: 마모, 내마모성, 찢어짐 방지와 같은 품질 기능을 위해 추천합니다.
내화학성: 기름, 그리스, 화학 물질에 적당히 잘 견딥니다.
온도 범위: 고속으로 작동할 수 있기 때문에 -40°C ~ +80°C의 넓은 온도 범위에서 사용할 수 있는 UV LED 디자인입니다.
투명성: TPU를 투명하게 만들 수 있어 일부 용도에 유리할 수 있습니다.

TPE의 특성

탄력성: 고무와 같은 탄성을 발휘합니다.
처리 가능성: 가공이 용이하고 흐름 특성이 좋은 금형입니다.
유연성: 보통 적당한 가공성을 갖지만 특수 배합을 통해 경도를 낮거나 높게 만들 수 있습니다.
재활용 가능성: 재활용이 가능하여 환경 친화적인 매트리스입니다.
비용 효율성: 일반적으로 다른 엘라스토머에 비해 저렴합니다.

TPE 및 TPU의 소재 특성

TPE 소재: TPE는 스티렌 블록 공중합체, 폴리올레핀, 열가소성 가황제 등 여러 가지 폴리머를 기반으로 합니다. 이들은 원하는 특성을 얻기 위해 가소제, 안정제, 충전제 및 착색제와 같은 첨가제와 정기적으로 배합됩니다. 나머지 두 가지는 가공 보조제와 특수 첨가제로 성능과 작업성을 개선하는 데 활용할 수 있습니다.
TPU 소재: TPU는 폴리에스테르 또는 폴리에테르 디올과 디이소시아네이트에서 생산됩니다. 여기에는 가소제, 안정제, 필러 및 색소가 포함되어 있습니다. 다른 것들은 더 나은 성능을 위해 가교제를 사용합니다. 가공 자원 및 특수 첨가제라고도 하는 기능성 첨가제는 물리적 특성과 성능을 변경하기 위한 것입니다.

TPE와 TPU의 차이점은 무엇인가요?

TPE와 TPU의 주요 차이점에 대해 자세히 알아보겠습니다.

1. 화학 성분

TPE: 이 카테고리에 속하는 다양한 폴리머를 포함하는 일반적인 분류로, 여기에는 SBC, TPO 및 TPV가 포함됩니다. 이들은 탄성과 열가소성 특성을 모두 나타내는 폴리머입니다. 따라서 블렌드 또는 코폴리머일 수 있습니다.
TPU: 보다 정확하게는 디이소시아네이트와 디올의 작용에 의해 형성되는 폴리우레탄에 의해 생산됩니다. TPU는 열가소성 엘라스토머의 한 예이지만 다른 열가소성 엘라스토머와는 화학적으로 다릅니다. 이 외에도 폴리우레탄으로 만들어집니다.

TPE 사출 성형

2. 재료 특성

TPE: 제품의 부드러움과 유연성을 제공합니다. TPE는 사용 용도에 따라 중간 정도의 탄성 또는 높은 탄성을 갖도록 만들 수 있습니다. 일반적으로 가공 온도와 점도가 낮기 때문에 가공 및 성형이 더 쉽습니다.
TPU: 이 소재는 내마모성이 매우 뛰어나고 기계적 강도가 높으며 내화학성 및 내유성이 뛰어납니다. TPU는 저온이나 고온에 노출되어도 성능이 저하되지 않습니다.

3. 가공 및 제조

TPE: 분해가 더 빠르거나 용융 점도가 낮습니다. 가공이 용이하여 제조 비용이 저렴합니다. TPE로 만든 제품은 대부분 사출 성형, 압출 성형 및 블로우 성형으로 만들어집니다.
TPU: 더 높은 온도에서 가공해야 하고 용융 점도가 높기 때문에 가공이 더 까다롭습니다. 그럼에도 불구하고 TPU는 사출 성형 및 압출과 같이 널리 사용되는 기법을 사용하여 동일한 방식으로 가공할 수 있습니다.

4. 성능 속성

TPE: TPU에 비해 내마모성과 기계적 강도가 떨어집니다. 또한 다른 유형에 비해 심한 화학 물질이나 고온/저온에 잘 견디지 못할 수 있습니다.
TPU: 매우 높은 인장 강도, 우수한 연마 특성, 저온 및 고온 범위에서 만족스러운 결과를 보여줍니다. 까다로운 화학적 환경에서도 사용할 수 있어 내화학성이 우수합니다.

5. 비용 및 재활용성

TPE: 일반적으로 TPU보다 저렴하고 재활용도 쉽습니다. 금속에 비해 가공 및 재료 비용이 일반적으로 저렴합니다. 따라서 대부분의 용도에 적합합니다.
TPU: 더 나은 성능 특성을 제공하기 때문에 TPE보다 비용이 저렴합니다. TPU는 재활용이 더 어려울 수 있습니다. 따라서 환경에 영향을 미칠 수 있습니다.

6. 애플리케이션

TPE: 소비자 제품, 자동차 애플리케이션, 씰링 애플리케이션, 개스킷 및 의료 기기에서 사용됩니다. 높은 내구성을 요구하기보다는 유연성과 비용이 주요 요구 사항인 애플리케이션에 선택됩니다.
TPU: 자동차 부품, 산업용 부품, 스포츠 신발 밑창, 의료 기기 제조 등 고성능이 요구되는 분야에서 흔히 사용됩니다. 높은 수준의 마모, 명백한 화학 물질, 높은 수준의 발성이 필요하거나 원하는 제품에 가장 적합합니다.

TPU 사출 성형

특징	TPE(열가소성 엘라스토머)	TPU(열가소성 폴리우레탄)
화학 성분	일반적으로 다양한 폴리머(예: SBC, TPO, TPV)로 만들어집니다.	폴리우레탄(디이소시아네이트 + 디올)의 구성입니다.
재료 특성	비교적 유연하고 부드러우며 딱딱하거나 유연할 수 있습니다.	높은 내마모성, 내구성 및 내화학성을 보여줍니다.
처리	더 쉽고, 더 낮은 온도가 필요하며, 더 간단한 성형이 필요합니다.	더 높은 온도가 필요하고 더 복잡한 처리가 필요할 수 있습니다.
성능 속성	일반적으로 내마모성과 기계적 강도가 낮습니다. 이 외에도 내화학성이 제한적입니다.	우수한 내마모성, 고강도 및 극한 온도 성능 제공
비용 및 재활용성	일반적으로 비용이 저렴하고 재활용이 용이합니다.	비용이 더 많이 들고 재활용이 더 어렵습니다.
애플리케이션	소비재, 자동차 부품, 씰, 의료 기기 등 다양한 분야에 적용 가능	산업 부품, 신발, 자동차 부품 및 의료 기기에서 다양하게 사용됨

TPE와 TPU의 유사점은 무엇인가요?

TPE와 TPU는 모두 열가소성 플라스틱 계열에 속합니다. 따라서 공통점이 많습니다. 이러한 공통적인 특징에 대해 자세히 알아보겠습니다.

열가소성 특성: 둘 다 가열 과정을 거쳐 여러 번 재사용하고 재활용할 수 있습니다.
탄력적 속성: 또한 변형이 일어나지만 이 두 소재는 유연하기 때문에 변형된 힘이 풀리면 원래 상태로 돌아갑니다.
처리 방법: 사출 성형, 압출 성형, 블로우 성형의 세 가지 가공 방식이 모두 사용됩니다.
사용자 지정 가능: 둘 다 엔지니어링 요구 사항에 따라 경도, 유연성, 강도가 다를 수 있습니다.
소비자 제품: 두 가지 모두 자동차 부품, 의료 기기, 가전제품에 적용할 수 있습니다.
중복되는 사용 사례: 필요한 제품에 유연성과 강인함이 필요할 때 사용하기에 좋습니다.
재활용 가능성: 재활용 과정은 다를 수 있지만 대부분의 경우 둘 다 재활용이 가능합니다.
환경 저항: 제형에 따라 수분과 자외선에 대해 어느 정도 차단 기능을 제공합니다.

TPE 사출 금형

TPE와 TPU의 상호 대안은 무엇인가요?

재료	설명	장점	단점
실리콘 고무	유연성과 내열성이 높은 엘라스토머입니다.	온도 안정성과 내화학성이 뛰어납니다.	일반적으로 더 비싸고 처리하기가 더 어렵습니다.
EPDM 고무	주로 내후성과 오존 저항성이 좋은 합성 고무입니다.	내구성이 뛰어나 야외에서 사용하기에 좋습니다.	TPE 및 TPU보다 유연성이 낮습니다.
네오프렌	또한 유연성과 내후성으로 잘 알려진 합성 고무입니다.	내화학성과 유연성이 우수합니다.	인장 강도와 내마모성이 낮습니다.
Viton (FKM)	내화학성이 높은 불소 엘라스토머입니다.	내화학성 및 내열성이 우수합니다.	비용과 강성이 높습니다.
폴리올레핀 엘라스토머(POE)	TPE와 유사한 유연하고 다재다능한 소재.	유연성이 뛰어나고 밀도가 낮습니다.	TPU에 비해 내화학성이 제한적입니다.

TPU와 비교했을 때 TPE의 장점은 무엇인가요?

비용 효율적: 일반적으로 고체 식품을 제조할 때는 생산 비용이 더 많이 들지만 일반적으로 비용은 더 낮습니다.
처리의 용이성: 제품을 가공할 수 있는 온도가 낮아지고 재료의 성형이 쉬워집니다.
유연성과 부드러움: 수술용 스테이플러의 부드러움과 유연성에 대한 포괄적인 파라미터를 사용할 수 있습니다.
재활용 가능성: 재활용 가능성 또는 형태 및 재료의 재사용 가능성은 네 번째 기준이며, 물체가 재활용 또는 재가공이 쉬워야 함을 의미합니다.
다양한 포뮬레이션: 특정 애플리케이션의 특정 속성을 충족시키기 위해 다양한 형태로 존재합니다.

TPU와 비교했을 때 TPE의 단점은 무엇인가요?

내마모성이 낮습니다: 마모가 많은 애플리케이션에서 선호도가 높습니다.
내화학성: 일반적으로 화학 물질, 기름, 용제 공격에 더 취약합니다.
온도 허용 오차: 온도가 높거나 낮은 곳에서는 성능이 저하됩니다.
기계적 강도: 일반적으로 인장 강도와 인열 강도가 낮습니다.

TPE와 비교했을 때 TPU의 장점은 무엇인가요?

뛰어난 내마모성: 극한의 마모 특성으로 인해 빠르게 마모될 가능성이 높은 애플리케이션에서 매우 우수한 성능을 제공합니다.
내화학성 및 내유성: 화학 용제 및 기타 화학 물질에 의해 쉽게 분해되지 않습니다.
극한의 고성능: 주변 온도와 드라이아이스 모두 고온 및 저온에 강합니다.
강력한 기계적 특성: 뛰어난 텐드 강도와 향상된 임팩트 품질.
사용자 지정 가능: 경도와 탄력성, 옵션이 제공됩니다.

TPE에 비해 TPU의 단점은 무엇인가요?

더 높은 비용: 홈메이드 제품인 만큼 기존 소비자 제품보다 생산 비용이 더 많이 듭니다.
처리 복잡성: 고온과 특정 장치 또는 기기가 필요합니다.
재활용 도전 과제: 재활용에 있어서는 TPE에 비해 재활용이 더 어렵습니다.
제한된 공식: 개발 결과 TPE에 비해 종류가 더 적습니다.

TPE는 언제 선택해야 할까요?

비용 효율성: TPE와 같이 예산이 문제인 경우 이 양식을 사용하면 비용이 적게 들 수 있습니다.
간단한 처리: 쉬운 성형이 필요하고 성형 온도가 비교적 낮은 애플리케이션에 적합합니다.
유연성: 그립이나 씰과 같이 부드러움과 유연성이 요구되는 요소에 고무 제품을 적용하는 경우.
재활용 가능성: 환경에 미치는 영향이 적고 재활용이 용이한 제품을 생산할 수 있습니다.
일반 사용: 브러시에서 높은 수준의 성능이 필요하지 않은 애플리케이션입니다.

TPU는 언제 선택해야 하나요?

내구성: 마모와 마찰이 심하고 마모도가 높은 곳에 적합합니다.
내화학성: 화학 물질, 오일 또는 용제를 다루는 경우 장갑을 착용해야 하는 대상은 다음과 같습니다.
극한 온도: 고온은 물론 저온에서도 사용할 수 있습니다.
기계적 강도: 높은 인장 및 충격 강도가 필요한 경우.
특별한 성능 요구 사항다양한 빌드 환경에서 이러한 특정 요구 사항을 충족하기 위해 다음과 같은 사용자 정의 속성을 참조할 수 있습니다.

TPU 사출 금형

결론

결론적으로, TPE와 TPU는 유사점에도 불구하고 사용 측면에서 주목할 만한 특징과 단점이 있는 서로 다른 소재입니다. TPE는 다른 엘라스토머에 비해 상대적으로 저렴하고 가공도 더 쉽습니다. 따라서 다용도로 사용할 수 있습니다. 동시에 TPU는 마모, 내열성 및 내화학성 측면에서 가장 높은 하중과 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다. TPE와 TPU의 특성의 차이점은 다음과 같이 설명할 수 있습니다: TPU에 비해 TPE의 우월성 또는 열등성은 재료의 특수 요구 사항, 비용 고려 사항 및 제품 추가 가공의 기술 능력에 따라 달라집니다.

자주 묻는 질문

Q1. TPE와 TPU의 주요 차이점은 무엇인가요?

가장 중요한 차이점은 TPU는 TPE의 특정 종류라는 점입니다. 그러나 강도, 화학 물질이나 용제에 대한 내성, 적합한 온도 세그먼트와 관련하여 더 높은 잠재력을 가지고 있습니다.

Q2. TPU와 TPE는 재활용이 가능한가요?

다른 열가소성 엘라스토머에 비해 재활용할 수 있는 옵션이 제한적이지만 TPE와 TPU는 재활용이 가능합니다.

예, TPE는 재활용이 가능하며 TPU 소재도 마찬가지입니다.

Q3. TPE와 TPU 중 어느 것이 더 저렴한가요?

TPE는 TPU에 비해 비용이 약간 낮습니다.

Q4. TPU는 응용 분야와 관련하여 TPE와 어떻게 다른가요?

TPU는 보강이 필요하고, 애플리케이션이 화학 물질이나 열악한 환경에 노출되며, 높은 열에도 견뎌야 하는 경우에 적합합니다.

Q5. 기후 조건이 특별한 지역에서도 TPE를 사용할 수 있나요?

TPE에는 몇 가지 단점이 있습니다. 이로 인해 다음과 같이 똑같이 효과적이지 않을 수 있습니다. TPU 특히 가혹한 환경에서는 더욱 그렇습니다.

TPE 대 TPU