TPE mot TPU

Når du skal velge mellom ulike materialtyper for et bestemt bruksområde, er det viktig å skille mellom termoplastiske elastomerer (TPE) og termoplastisk polyuretan (TPU). Begge er allsidige polymerer og har noen spesielle egenskaper. De kan brukes på mange områder. TPE er kjent for sin fleksibilitet, sin bearbeidingsvennlighet og lave pris. Dette gjør TPE egnet for bruksområder der det bare er behov for moderat ytelse. I motsetning til TPU har TPU bedre seighet, slitestyrke og kjemiske egenskaper, slik at de kan brukes i krevende bruksområder med høyere krav til ytelse. I denne artikkelen skal vi se nærmere på forskjeller, likheter og egenskaper mellom TPE og TPU.

Hva er TPE?

TPE er kortformen av Termoplastiske elastomerer. Det er en type polymer som har egenskapene til gummi med resirkulerbart termoplastisk materiale. Det er like fleksibelt som gummi, men samtidig like håndterbart som termoplast. TPE brukes mest på områder der fleksibilitet, styrke og enkel formulering anses som avgjørende. Gå til er TPE trygt for å få vite mer om TPE.

Hva er TPU?

Termoplastisk polyuretan (TPU) beskrives som en termoplastisk elastomer med svært høy elastisitet, styrke og motstand mot slitasje, kjemikalier og olje. TPU har egenskaper som kjennetegner både plast og elastomermaterialer, og har fremragende ytelse i mange krevende bruksområder. Må er TPU trygt for å få vite mer om TPU.

Komplett prosess for produksjon av TPE og TPU?

La oss diskutere den komplette prosessen for produksjon av både TPE og TPU.

1. Produksjonsprosessen for TPE

Følgende er den trinnvise prosessen for produksjon av termoplastiske elastomerer.

1. Blanding

Når det gjelder TPE-er som styrenblokk-kopolymerer (SBC-er), fremstilles disse ved å blande polystyren med elastomeriske polymerer, f.eks. polybutadien. Sammensetningen varmes opp for å smelte den, og deretter utføres størkningsprosessen for å oppnå det endelige produktet.

2. Polymerisering

Ved dannelsen av TPE må propylenet reageres med andre monomerer på en kontrollert måte. Slik kan det produsere en termoplastisk elastomer. Denne prosessen kan gjøres ved hjelp av ulike teknikker, inkludert bulk- eller løsningspolymerisering.

3. Vulkanisering

Når det gjelder produksjon av termoplastiske vulkanisater (TPV), kalles metoden som brukes under dannelsen dynamisk vulkanisering. Under smelteprosessen av denne termoplastiske polymeren tilsettes et tverrbindingsmiddel, dvs. svovel, i denne prosessen. Sluttproduktet er en blanding der den elastomere delen er i det minste delvis tverrbundet. Da bidrar det til å forbedre materialets elastisitet og mekaniske egenskaper.

4. Ekstrudering og støping

Etter blanding eller polymerisering må TPE behandles gjennom ekstrudering eller sprøytestøping. Ekstrudering innebærer på den annen side bruk av en dyse for å ekstrudere kontinuerlige former av smeltet TPE. Mens sprøytestøping utføres ved å injisere det smeltede materialet i former for å lage ønskede former og produkter.

2. Produksjonsprosessen for TPU

Her er den trinnvise prosessen for produksjon av termoplastisk polyuretan (TPU).

1. Polymerisering

Vi lager TPU ved hjelp av diisocyanater (for eksempel metylendifenyldiisocyanat eller toluendiisocyanat) og dioler (f.eks. polyeter- eller polyesterdioler). Denne reaksjonen utføres på en kontrollert måte for å produsere polyuretanpolymeren.

2. Sammensetning

Etter polymerisering blandes TPU-polymeren med fyllstoffer som myknere, stabilisatorer og fargestoffer, slik at den lettere kan utvikle de ønskede egenskapene. I denne prosessen utføres smelteblandingen ved hjelp av en ekstruder. Selv om andre metoder kan være involvert på dette stadiet.

3. Ekstrudering og sprøytestøping

TPU behandles som alle andre termoplastiske elastomerer ved ekstrudering eller sprøytestøping. Selv om det brukes mer avanserte metoder i behandlingen av TPU sammenlignet med TPE. Ekstrudering er en prosess der TPU presses gjennom en dyse og formes til lange profiler. Mens sprøytestøping er prosessen der TPU sprøytes inn i en form for å lage bestemte deler.

4. Kalandrering og støping

For noen bruksområder kan TPU også bearbeides gjennom kalandreringsprosessen, der TPU omdannes til svært tynne plater ved hjelp av valsing eller støping. Her helles TPU direkte i filmer eller ark.

Egenskapene til TPU

• Fleksibilitet: TPU gir stor fleksibilitet og elastisitet for analysene.
• Holdbarhet: Referert for kvalitetsegenskaper som slitestyrke, slitasje- og rivestyrke.
• Kjemisk motstandsdyktighet: Tåler olje, fett og kjemikalier moderat godt.
• Temperaturområde: Siden de kan arbeide ved høye hastigheter, kan denne typen UV-LED brukes i et bredt temperaturområde fra -40 °C til +80 °C.
• Åpenhet: Det er mulig å gjøre TPU gjennomsiktig, noe som kan være en fordel i enkelte bruksområder.

 Egenskapene til TPE

• Elastisitet: Utviser gummilignende elastisitet.
• Bearbeidbarhet: De er enkle å bearbeide og støpe og har gode flyteegenskaper.
• Fleksibilitet: Har vanligvis moderat bearbeidbarhet, men kan spesialblandes for å gi den lav eller høy hardhet.
• Gjenvinnbarhet: Den kan resirkuleres, noe som gjør den til en miljøvennlig madrass.
• Kostnadseffektivitet: Vanligvis billigere sammenlignet med noen av de andre elastomerene.

Materialegenskaper for TPE og TPU

1. TPE-materialer: TPE er basert på flere polymerer, f.eks. styrenblokk-kopolymerer, polyolefiner og termoplastiske vulkanisater. De blandes regelmessig med tilsetningsstoffer som myknere, stabilisatorer, fyllstoffer og fargestoffer for å oppnå ønskede egenskaper. De to andre er prosesshjelpemidler og spesialtilsetninger som også kan brukes for å forbedre ytelsen og bearbeidbarheten.
2. TPU Materialer: TPU produseres enten av polyester- eller polyeterdioler sammen med diisocyanater. De inneholder myknere, stabilisatorer, fyllstoffer og farger. Mens de andre har tverrbindingsmidler for bedre ytelse. Funksjonelle tilsetningsstoffer, som også kalles prosessressurser og spesialtilsetningsstoffer, er beregnet på å endre de fysiske egenskapene og ytelsen.

Hva er forskjellen mellom TPE og TPU?

La oss se nærmere på de viktigste forskjellene mellom TPE og TPU

1. Kjemisk sammensetning

• TPE: Dette er en generisk klassifisering som omfatter en rekke polymerer som faller inn under denne kategorien, inkludert SBC, TPO og TPV. Disse polymerene har både elastisitet og termoplastiske egenskaper. De kan altså være enten blandinger eller kopolymerer.
• TPU: Nærmere bestemt produseres de av polyuretaner, som dannes ved hjelp av diisocyanater og dioler. TPU er eksempler på termoplastiske elastomerer, men de er kjemisk forskjellige fra andre termoplastiske elastomerer. Dessuten er de laget av polyuretan.

2. Materialegenskaper

• TPE: Gir mykhet og fleksibilitet i produktet. TPE kan lages med moderat eller høy elastisitet, avhengig av kravene til bruksområdet det skal brukes til. Dette gjør at de generelt er lettere å bearbeide og forme på grunn av lavere bearbeidingstemperaturer og viskositet.
• TPU: Dette materialet har en utmerket slitestyrke og høy mekanisk styrke, og det er kjemisk og oljebestandig. TPU mister ikke ytelsen sin når det utsettes for lave eller høye temperaturer.

3. Bearbeiding og produksjon

• TPE: Brytes raskere ned, eller har lavere smelteviskositet. Det er enklere å bearbeide og derfor billigere å produsere. Produkter laget av TPE gjennomgår for det meste sprøytestøping, ekstrudering samt blåsestøping.
• TPU: TPU må bearbeides ved høyere temperaturer, og smelteviskositeten er høyere, noe som gjør bearbeidingen mer utfordrende. TPU kan likevel bearbeides på samme måte med populære metoder som sprøytestøping og ekstrudering.

4. Ytelsesegenskaper

• TPE: Har dårlig slitestyrke og mekanisk styrke sammenlignet med TPU. Det tåler kanskje heller ikke sterke kjemikalier eller høye/lave temperaturer bedre enn de andre typene.
• TPU: Det har svært høy strekkfasthet, overlegne slipeegenskaper og tilfredsstillende resultater i lave og høye temperaturer. Den har bedre kjemisk motstandskraft, ettersom den kan håndtere vanskelige kjemiske miljøer.

5. Kostnader og resirkulerbarhet

• TPE: Vanligvis billigere enn TPU, og det er også lettere å resirkulere. Sammenlignet med metaller er bearbeidings- og materialkostnadene vanligvis lavere. Derfor egner det seg for de fleste bruksområder.
• TPU: Har en lavere kostnad enn TPE fordi den har bedre ytelsesegenskaper. TPU kan være vanskeligere å resirkulere. Det kan derfor påvirke miljøpåvirkningen.

6. Søknader

• TPE: Brukes i forbrukerprodukter, bilindustrien, tetninger, pakninger og medisinsk utstyr. Det velges til bruksområder der fleksibilitet og kostnader er viktige krav, snarere enn høy grad av holdbarhet.
• TPU: Vanlig i bruksområder som krever høy ytelse, f.eks. produksjon av bildeler, industrideler, såler til sportssko og medisinsk utstyr. Det er best egnet for produkter som krever eller ønsker høy grad av slitasje, tydelig kjemisk og høy grad av ytring.

Karakteristisk	TPE (termoplastiske elastomerer)	TPU (termoplastisk polyuretan)
Kjemisk sammensetning	Den er vanligvis laget av ulike polymerer (f.eks. SBC, TPO, TPV).	Det er en sammensetning av polyuretaner (diisocyanater + dioler)
Materialegenskaper	Relativt fleksibel, myk og kan være stiv eller fleksibel	Høy slitestyrke, sterk og kjemikaliebestandig
Behandling	Ganske enklere, trenger lavere temperaturer og krever enklere støping	Det kan kreve høyere temperaturer og ha mer kompleks behandling
Ytelsesegenskaper	Har generelt lavere slitasje og mekanisk styrke. I tillegg har det begrenset kjemisk resistens	Har overlegen slitestyrke, høy styrke og ytelse ved ekstreme temperaturer
Kostnader og resirkulerbarhet	Generelt lavere kostnader, lettere å resirkulere	Har en høyere kostnad og er mer utfordrende å resirkulere
Bruksområder	Bredt bruksområde innen forbruksvarer, bildeler, tetninger og medisinsk utstyr	Mange bruksområder i industrielle deler, fottøy, bilkomponenter og medisinsk utstyr

Hva er likhetene mellom TPE og TPU?

Både TPE og TPU tilhører termoplastfamilien. De har derfor mange ting til felles. La oss diskutere disse fellestrekkene i detalj.

• Termoplastisk natur: Begge deler kan gjenbrukes og resirkuleres flere ganger ved å varme opp prosessen.
• Elastiske egenskaper: De blir også deformert, men disse to materialene er fleksible, og de får tilbake sin opprinnelige tilstand når de frigjøres fra den deformerende kraften.
• Behandlingsmetoder: Alle de tre behandlingsmetodene sprøytestøping, ekstrudering og blåsestøping brukes til begge deler.
• Kan tilpasses: Begge kan ha ulik hardhet, fleksibilitet og styrke, avhengig av de tekniske kravene.
• Forbrukerprodukter: Begge kan brukes i bilkomponenter, klinisk utstyr og husholdningsapparater.
• Overlappende brukstilfeller: De egner seg godt når det er behov for fleksibilitet og seighet for det ønskede produktet.
• Gjenvinnbarhet: Begge deler er resirkulerbare i de fleste tilfeller, selv om resirkuleringsprosessen kan være forskjellig.
• Miljømessig motstandsdyktighet: De gir en viss grad av barriere mot fuktighet og ultrafiolett lys, avhengig av formuleringen.

Hva er de gjensidige alternativene til TPE og TPU?

Materiale	Beskrivelse	Fordeler	Ulemper
Silikongummi	Det er en elastomer med høy fleksibilitet og temperaturbestandighet.	Utmerket temperaturstabilitet og kjemisk resistens.	Vanligvis dyrere og vanskeligere å behandle.
EPDM-gummi	Hovedsakelig syntetisk gummi med god vær- og ozonbestandighet.	Har høy slitestyrke og egner seg godt til utendørs bruk.	Det har lavere fleksibilitet enn TPE og TPU.
Neopren	Det er også en syntetisk gummi som er kjent for sin fleksibilitet og værbestandighet.	Har god kjemikalieresistens og fleksibilitet.	Den har mindre strekkfasthet og slitestyrke.
Viton (FKM)	Det er en fluorelastomer med høy kjemisk resistens.	Har overlegen kjemikalie- og temperaturbestandighet.	Har høye kostnader og stivhet.
Polyolefin-elastomerer (POE)	Fleksibelt og allsidig materiale som ligner på TPE.	Har god fleksibilitet og lav tetthet.	Det har begrenset kjemisk motstand sammenlignet med TPU.

Hva er fordelene med TPE sammenlignet med TPU?

1. Kostnadseffektivt: Vanligvis er det høyere produksjonskostnader ved produksjon av fast føde, men kostnadene er generelt lavere.
2. Enkel behandling: Reduserte temperaturer som artiklene kan bearbeides ved, og enklere støping av materialet.
3. Fleksibilitet og mykhet: Det finnes en omfattende parameter for mykhet og fleksibilitet for kirurgiske stiftemaskiner.
4. Gjenvinnbarhet: Resirkulerbarhet eller gjenbrukbarhet i form og materiale er det fjerde kriteriet, og innebærer at en gjenstand skal være enkel å resirkulere eller opparbeide på nytt.
5. Allsidige formuleringer: Finnes i ulike former for å oppfylle de spesifikke egenskapene til den enkelte applikasjonen.

Hva er ulempene med TPE sammenlignet med TPU?

• Lavere slitasjemotstand: Har mye å gå på når det gjelder bruksområder med mye slitasje.
• Kjemisk motstandsdyktighet: Generelt mer utsatt for angrep fra kjemikalier, olje og løsemidler.
• Temperaturtoleranse: Redusert ytelse der temperaturen er enten høy eller lav.
• Mekanisk styrke: Generelt har den lavere strekk- og rivestyrke.

Hva er fordelene med TPU sammenlignet med TPE?

1. Overlegen motstandsdyktighet mot slitasje: Ekstrem slitasje gir svært god ytelse i bruksområder der det er sannsynlig at de slites ut raskt.
2. Kjemikalie- og oljebestandighet: Brytes ikke lett ned av kjemiske løsemidler og andre kjemikalier.
3. Høy ytelse i ekstreme situasjoner: Motstandsdyktig mot høye og lave temperaturer i både omgivelsene og tørris.
4. Sterke mekaniske egenskaper: Overlegen styrke og økt slagfasthet.
5. Kan tilpasses: Kombinasjon av hardhet og elastisitet, alternativer.

Hva er ulempene med TPU sammenlignet med TPE?

• Høyere kostnader: Som et hjemmelaget produkt vil det være dyrere å produsere enn tradisjonelle forbrukerprodukter.
• Behandlingskompleksitet: Det krever høye temperaturer og spesifikke apparater eller instrumenter.
• Utfordringer med resirkulering: Når det gjelder resirkulering, er det vanskeligere å resirkulere enn TPE.
• Begrensede formuleringer: Det finnes færre typer sammenlignet med TPE som følge av utviklingen.

Når bør man velge TPE?

• Kostnadseffektivitet: Når budsjettet er et problem, som med TPE, kan bruken av denne formen være mindre kostbar.
• Enkel behandling: For bruksområder der det kreves enkel støping og støpetemperaturen er relativt lav.
• Fleksibilitet: Når gummiproduktene skal brukes til elementer som krever mykhet og fleksibilitet, for eksempel håndtak eller tetninger.
• Gjenvinnbarhet: Samtidig som produksjonen skal være miljøvennlig i forhold til miljøpåvirkning og enkel å resirkulere.
• Generell bruk: Dette er bruksområder som ikke krever høy ytelse fra børstene.

Når bør man velge TPU?

• Holdbarhet: Der det er høy slitasje og friksjon, og det kreves høy slitestyrke.
• Kjemisk motstandsdyktighet: Når du arbeider med kjemikalier, oljer eller løsemidler Personer som må bruke hansker, er blant annet de som arbeider med.
• Ekstreme temperaturer: Når det gjelder høye temperaturer og til og med for lavtemperaturapplikasjoner, kan det også oppnås.
• Mekanisk styrke: Hvis det kreves høy strekk- og slagfasthet.
• Spesielle ytelsesbehov: For at slike spesifikke behov skal kunne oppfylles av ulike bygde miljøer, kan man henvise til tilpassede egenskaper som

Konklusjon

Til tross for likhetene mellom TPE og TPU, er TPE og TPU forskjellige materialer med sine bemerkelsesverdige egenskaper og ulemper når det gjelder bruk. TPE er relativt billigere, og behandlingen er også enklere sammenlignet med andre elastomerer. Dette gjør dem allsidige i bruk. Samtidig er TPU-er designet for de høyeste belastningene og kravene når det gjelder slitasje, varme og kjemisk motstand. Når det gjelder forskjellene i egenskapene til TPE og TPU, er det mulig å si følgende: Overlegenheten eller underlegenheten til TPE sammenlignet med TPU avhenger av de spesielle kravene til materialet, kostnadshensyn og teknologiske muligheter for videre bearbeiding av produktet.

Ofte stilte spørsmål

Q1. Hva er den viktigste forskjellen mellom TPE og TPU?

Den viktigste forskjellen er at TPU er en spesiell type TPE. Den har imidlertid høyere potensial når det gjelder styrke, motstand mot kjemikalier eller løsemidler og tilpassede temperatursegmenter.

Q2. Er TPU og TPE resirkulerbare?

Resirkulering av TPE og TPU er mulig, selv om alternativene som er tilgjengelige for resirkulering, er begrenset sammenlignet med andre termoplastiske elastomerer.

Ja, TPE er resirkulerbart, og det samme gjelder for TPU-materialer.

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

TPE har en noe lavere kostnad sammenlignet med TPU.

Q4. Hvordan skiller TPU seg fra TPE når det gjelder bruksområder

TPU er egnet der det er nødvendig med forsterkning, der applikasjonen er utsatt for kjemikalier eller tøffe miljøer, og der applikasjonen også må tåle høy varme.

Q5. Kan TPE brukes i regioner med ekstraordinære klimaforhold?

Det er noen ulemper knyttet til TPE. På grunn av dette er det ikke sikkert at det er like effektivt som TPU spesielt under vanskelige forhold.