TPE mot TPU

När man väljer mellan olika materialtyper för en viss användning är det viktigt att skilja mellan termoplastiska elastomerer (TPE) och termoplastisk polyuretan (TPU). Båda är mångsidiga polymerer och har vissa speciella egenskaper. De gör att de kan användas inom många områden. TPE är kända för sin flexibilitet, sin bearbetningsbarhet och sin låga kostnad. Detta gör att TPE lämpar sig för tillämpningar där endast måttliga prestanda krävs. Till skillnad från TPU har TPU förbättrad seghet, slitstyrka och kemiska egenskaper för att klara utmanande tillämpningar och högre prestandakrav. Så i den här artikeln kommer vi att utforska TPE vs TPU, deras skillnader, likheter och egenskaper.

Vad är TPE?

TPE är en kortform av Termoplastiska elastomerer. Det är en typ av polymer som har egenskaper som gummi med återvinningsbart termoplastiskt material. Den är lika flexibel som gummi men samtidigt lika lätthanterlig som termoplaster. TPE används mest i de områden där flexibilitet, styrka och enkel formulering anses vara avgörande. Gå till Är TPE säkert? om du vill veta mer om TPE.

Vad är TPU?

Termoplastisk polyuretan (TPU) beskrivs som en termoplastisk elastomer med mycket hög elasticitet, styrka och nötnings-, kemikalie- och oljebeständighet. TPU har egenskaper som kännetecknar både plast- och elastomermaterial och uppvisar enastående prestanda i många krävande tillämpningar. Måste är TPU-säker för att få veta mer om TPU.

Komplett process för tillverkning av TPE och TPU?

Låt oss diskutera den fullständiga processen för tillverkning av både TPE och TPU.

1. Tillverkningsprocess för TPE

Följande är en steg-för-steg-process för tillverkning av termoplastiska elastomerer.

1. Blandning

När det gäller TPE, t.ex. styrenblocksampolymerer (SBC), sker tillverkningen genom att polystyren blandas med elastomeriska polymerer, t.ex. polybutadien. Sammansättningen värms upp för att smälta och sedan utförs stelningsprocessen för att erhålla den slutliga produkten.

2. Polymerisering

Vid bildandet av TPE måste propenet reagera med andra monomerer på ett kontrollerat sätt. Så det kan producera en termoplastisk elastomer. Denna process kan göras genom vissa tekniker inklusive bulk- eller lösningspolymerisation.

3. Vulkanisering

När det gäller produktionen av termoplastiska vulkanisater (TPV) kallas den metod som används under bildningen dynamisk vulkanisering. Under smältprocessen av denna termoplastiska polymer tillsätts ett tvärbindningsmedel, dvs. svavel i denna process. Slutprodukten är en blandning där den elastomeriska delen är åtminstone delvis tvärbunden. Då hjälper det till att förbättra materialets elasticitet och mekaniska egenskaper.

4. Extrudering och gjutning

Efter blandning eller polymerisation måste TPE sedan bearbetas genom extrudering eller formsprutning. Extrudering å andra sidan innebär användning av en form för att extrudera kontinuerliga former av den smälta TPE. Medan formsprutning utförs genom att injicera det smälta materialet i formar för att göra önskade former och produkter.

2. Tillverkningsprocess för TPU

Här följer en steg-för-steg-process för tillverkning av termoplastisk polyuretan (TPU).

1. Polymerisering

Vi tillverkar TPU med hjälp av diisocyanater (t.ex. metylendifenyldiisocyanat eller toluendiisocyanat) och dioler (t.ex. polyeter- eller polyesterdioler). Denna reaktion utförs alltså på ett kontrollerat sätt för att producera polyuretanpolymeren.

2. Sammansättning

Efter polymerisationen blandas TPU-polymeren med fyllmedel som mjukgörare, stabilisatorer och färgämnen för att den ska få de egenskaper som krävs. I denna process utförs smältblandning med hjälp av en extruder. Även andra metoder kan vara inblandade i detta skede.

3. Extrudering och formsprutning

TPU liksom alla andra termoplastiska elastomerer bearbetas genom extrudering eller formsprutning. Även om mer avancerade metoder används vid bearbetning av TPU jämfört med TPE. Extrudering är den process där TPU tvingas genom en form och formas till långa profiler. Medan formsprutning är processen att injicera TPU i en form för att göra vissa delar.

4. Kalandrering och gjutning

För vissa applikationer kan TPU också bearbetas genom kalandreringsprocessen där TPU förvandlas till mycket tunna ark genom valsning eller gjutning. Här hälls TPU direkt i filmer eller ark.

Egenskaper hos TPU

• Flexibilitet: TPU ger stor flexibilitet och elasticitet för analyserna.
• Hållbarhet: Hänvisas till kvalitetsegenskaper som nötning, slitage och rivhållfasthet.
• Kemisk beständighet: Tål olja, fett och kemikalier måttligt bra.
• Temperaturområde: Eftersom de kan arbeta i höga hastigheter kan den här typen av UV-LED användas i ett brett temperaturområde från -40°C till +80°C.
• Öppenhet och insyn: Det är möjligt att göra TPU transparent vilket kan vara fördelaktigt i vissa användningsområden.

 Egenskaper hos TPE

• Elasticitet: Uppvisar gummiliknande elasticitet.
• Processbarhet: De är lätta att bearbeta och gjuta med goda flödesegenskaper.
• Flexibilitet: Har vanligen måttlig bearbetbarhet men kan specialkomponeras för att ge låg eller hög hårdhet.
• Återvinningsbarhet: Den kan återvinnas, vilket gör den till en miljövänlig madrass.
• Kostnadseffektivitet: Vanligtvis billigare jämfört med några av de andra elastomererna.

Materialegenskaper hos TPE och TPU

1. TPE Material: TPE är baserade på flera olika polymerer, t.ex. styrenblocksampolymerer, polyolefiner och termoplastiska vulkanisater. De blandas regelbundet med tillsatser som mjukgörare, stabilisatorer, fyllmedel och färgämnen för att uppnå önskade egenskaper. De två andra är processhjälpmedel och specialtillsatser som också kan användas för att förbättra prestanda och bearbetbarhet.
2. TPU Material: TPU tillverkas antingen av polyester- eller polyeterdioler tillsammans med diisocyanater. De innehåller mjukgörare, stabilisatorer, fyllmedel och färgämnen. Medan de andra har tvärbindningsmedel för bättre prestanda. Funktionella tillsatser, som också kallas processresurser och specialtillsatser, är avsedda att förändra fysiska egenskaper och prestanda.

Vad är skillnaden mellan TPE och TPU?

Låt oss diskutera de stora skillnaderna mellan TPE och TPU på djupet

1. Kemisk sammansättning

• TPE: Detta är en generisk klassificering som omfattar en rad olika polymerer som faller under denna kategori, t.ex. SBC, TPO och TPV. Dessa är en polymer som uppvisar både elasticitet och termoplastiska egenskaper. De kan alltså vara antingen blandningar eller sampolymerer.
• TPU: Närmare bestämt framställs de av polyuretaner, som bildas genom inverkan av diisocyanater och dioler. TPU är exempel på termoplastiska elastomerer, men de skiljer sig kemiskt från andra termoplastiska elastomerer. Dessutom är de tillverkade av polyuretan.

2. Materialegenskaper

• TPE: Ger mjukhet och flexibilitet hos produkten. TPE kan tillverkas med måttlig elasticitet eller hög elasticitet beroende på kraven i den applikation där de ska användas. Detta gör att de i allmänhet är lättare att bearbeta och forma på grund av lägre bearbetningstemperaturer och viskositeter.
• TPU: Materialet har en utmärkt nötningsbeständighet, hög mekanisk hållfasthet och är kemiskt och oljebeständigt. TPU förlorar inte sin prestanda när det utsätts för låga eller höga temperaturer.

3. Bearbetning och tillverkning

• TPE: Snabbare att sönderdelas eller har lägre smältviskositet. Det är lättare att bearbeta och därför billigare att tillverka. Produkter tillverkade av TPE genomgår oftast formsprutning, extrudering samt formblåsning.
• TPU: Bearbetningen måste ske vid högre temperaturer och smältviskositeten måste vara högre, vilket gör bearbetningen mer utmanande. Trots detta kan TPU bearbetas på samma sätt med populära metoder som formsprutning och extrudering.

4. Egenskaper för prestanda

• TPE: Har dålig nötningsbeständighet och mekanisk styrka i jämförelse med TPU. Den kanske inte heller tål svåra kemikalier eller höga/låga temperaturer bättre än de andra typerna.
• TPU: Den uppvisar mycket hög draghållfasthet, överlägsna slipegenskaper och tillfredsställande resultat i låga och höga temperaturer. Den ger bättre kemisk beständighet eftersom den kan hantera svåra kemiska miljöer.

5. Kostnad och återvinningsbarhet

• TPE: Vanligtvis billigare än TPU och det är också lättare att återvinna. Jämfört med metaller är bearbetnings- och materialkostnaderna vanligtvis lägre. Så det är lämpligt för de flesta användningsområden.
• TPU: Har en lägre kostnad än TPE eftersom den erbjuder bättre prestandaegenskaper. TPU kan vara svårare att återvinna. Därför kan dess miljöpåverkan påverkas.

6. Tillämpningar

• TPE: Används i konsumentprodukter, fordonstillämpningar, tätningsapplikationer, packningar och medicintekniska produkter. Den väljs för applikationer där flexibilitet och kostnader är viktiga krav snarare än hög hållbarhet.
• TPU: Vanligt i tillämpningar som kräver hög prestanda, t.ex. tillverkning av bildelar, industriella delar, sulor till sportskor och medicinsk utrustning. Den är bäst lämpad för produkter som kräver eller vill ha hög nötningsnivå, tydligt kemiska egenskaper och hög grad av yttring.

Karaktäristisk	TPE (termoplastiska elastomerer)	TPU (termoplastisk polyuretan)
Kemisk sammansättning	Den är i allmänhet tillverkad av olika polymerer (t.ex. SBC, TPO, TPV)	Det är en sammansättning av polyuretaner (diisocyanater + dioler)
Materialegenskaper	Relativt flexibel, mjuk och kan vara stel eller flexibel	Visar hög nötningsbeständighet, stark och kemikaliebeständig
Bearbetning	Ganska enklare, behöver lägre temperaturer och kräver enklare gjutning	Den kan kräva högre temperaturer och ha en mer komplex bearbetning
Egenskaper för prestanda	Har i allmänhet lägre nötningshållfasthet och mekanisk hållfasthet. Dessutom har den begränsad kemisk beständighet	Har överlägsen nötningsbeständighet, hög hållfasthet och prestanda vid extrema temperaturer
Kostnad och återvinningsbarhet	Generellt lägre kostnad, lättare att återvinna	Har en högre kostnad och är svårare att återvinna
Tillämpningar	Breda tillämpningar inom konsumentvaror, bildelar, tätningar och medicintekniska produkter	Många användningsområden för industriella delar, skor, fordonskomponenter och medicintekniska produkter

Vilka är likheterna mellan TPE och TPU?

Både TPE och TPU tillhör termoplastfamiljen. Så de har många saker gemensamt. Låt oss diskutera dessa gemensamma funktioner i detalj.

• Termoplastisk Natur: Båda kan återanvändas och återvinnas flera gånger genom att värma upp processen.
• Elastiska egenskaper: De blir också deformerade, men dessa två material är flexibla och återfår sitt ursprungliga tillstånd när de frigörs från den deformerande kraften.
• Bearbetningsmetoder: Alla tre bearbetningsmetoderna, nämligen formsprutning, extrudering och formblåsning, används för båda.
• Anpassningsbar: Båda kan ha olika hårdhet, flexibilitet och styrka beroende på de tekniska kraven.
• Konsumentprodukter: Båda kan användas i bilkomponenter, klinisk utrustning och hushållsapparater.
• Överlappande användningsområden: De är bra att använda när det finns ett behov av flexibilitet och seghet för den önskade produkten.
• Återvinningsbarhet: Båda är återvinningsbara i de flesta fall, även om återvinningsprocessen kan skilja sig åt.
• Miljömässig resistens: De ger en viss barriär mot fukt och ultraviolett ljus, beroende på formuleringen.

Vilka är de ömsesidiga alternativen till TPE och TPU?

Material	Beskrivning	Fördelar	Nackdelar
Silikongummi	Det är en elastomer med hög flexibilitet och temperaturbeständighet.	Utmärkt temperaturstabilitet och kemisk resistens.	Vanligtvis dyrare och svårare att bearbeta.
EPDM-gummi	Huvudsakligen ett syntetiskt gummi med god väder- och ozonbeständighet.	Hög slitstyrka, bra för utomhusbruk.	Den har lägre flexibilitet än TPE och TPU.
Neopren	Det är också ett syntetiskt gummi som är känt för sin flexibilitet och väderbeständighet.	Har god kemisk beständighet och flexibilitet.	Den har lägre draghållfasthet och nötningsbeständighet.
Viton (FKM)	Det är en fluorelastomer med hög kemisk beständighet.	Har överlägsen kemikalie- och temperaturbeständighet.	Har hög kostnad och styvhet.
Elastomerer av polyolefin (POE)	Flexibelt och mångsidigt material som liknar TPE.	Har god flexibilitet och låg densitet.	Den har begränsad kemisk beständighet jämfört med TPU.

Vilka är fördelarna med TPE jämfört med TPU?

1. Kostnadseffektivt: Vanligtvis är det en högre produktionskostnad vid tillverkning av fasta livsmedel, men kostnaden är i allmänhet lägre.
2. Enkel bearbetning: Sänkta temperaturer vid vilka artiklarna kan bearbetas och enklare formning av materialet.
3. Flexibilitet och mjukhet: Det finns en omfattande parameter för mjukhet och flexibilitet hos kirurgiska häftapparater.
4. Återvinningsbarhet: Återvinningsbarhet eller återanvändbarhet i form och material är det fjärde kriteriet och anger att ett objekt ska vara lätt att återvinna eller upparbeta.
5. Mångsidiga formuleringar: Finns i olika former för att uppfylla specifika egenskaper för den specifika tillämpningen.

Vilka är nackdelarna med TPE jämfört med TPU?

• Lägre nötningsbeständighet: Lämnar mycket att önska i applikationer med högt slitage.
• Kemisk beständighet: I allmänhet mer mottagliga för angrepp från kemikalier, olja och lösningsmedel.
• Temperaturtolerans: Minskad prestanda när temperaturen är antingen hög eller låg.
• Mekanisk hållfasthet: Generellt uppvisar den lägre drag- och rivhållfasthet.

Vilka är fördelarna med TPU jämfört med TPE?

1. Överlägsen nötningsbeständighet: Extrema slitageegenskaper ger mycket bra prestanda i applikationer som sannolikt kommer att slitas ut snabbt.
2. Kemikalie- och oljebeständighet: Nedbryts inte lätt av kemiska lösningsmedel och andra kemikalier.
3. Hög prestanda vid extrema förhållanden: Motståndskraftig mot höga och låga temperaturer i både omgivande miljö och torris.
4. Starka mekaniska egenskaper: Överlägsen hållfasthet och ökade slagseghetsegenskaper.
5. Anpassningsbar: Sammansättning av hårdhet och elasticitet, alternativ.

Vilka är nackdelarna med TPU jämfört med TPE?

• Högre kostnad: Eftersom det är en hemmagjord produkt kommer den att vara dyrare att producera än traditionella konsumentprodukter.
• Bearbetningskomplexitet: Det kräver höga temperaturer och särskilda apparater eller instrument.
• Utmaningar inom återvinning: När det gäller återvinning är det svårare att göra det jämfört med TPE.
• Begränsade formuleringar: Det finns färre typer jämfört med TPE som ett resultat av utvecklingen.

När ska man välja TPE?

• Kostnadseffektivitet: När budgeten är en fråga, som med TPE, kan användningen av denna form vara mindre kostsam.
• Enkel bearbetning: För applikationer där enkel formning krävs och formningstemperaturen är relativt låg.
• Flexibilitet: När gummiprodukterna ska användas till sådant som kräver mjukhet och flexibilitet, t.ex. grepp eller tätningar.
• Återvinningsbarhet: Samtidigt som produktionen är miljövänlig i förhållande till sin påverkan och lätt att återvinna.
• Allmän användning: Det här är de applikationer som inte kräver hög prestanda från borstarna.

När ska man välja TPU?

• Hållbarhet: Där det kommer att vara högt slitage och friktion och hög abrasivitet krävs.
• Kemisk beständighet: När man arbetar med kemikalier, oljor eller lösningsmedel Personer som måste bära handskar är bland annat de som arbetar med.
• Extrema temperaturer: När det gäller höga temperaturer och till och med för lågtemperaturapplikationer kan man också uppnå detta.
• Mekanisk hållfasthet: Om applikationer med hög drag- och slaghållfasthet krävs.
• Särskilda prestandabehov: för att sådana specifika behov ska kunna tillgodoses av olika byggda miljöer kan man hänvisa till anpassade egenskaper som

Slutsats

Sammanfattningsvis är TPE Vs. TPU, trots likheterna, TPE och TPU olika material med sina anmärkningsvärda egenskaper och nackdelar i användningsaspekterna. TPE är relativt billigare och deras bearbetning är också lättare jämfört med andra elastomerer. Detta gör det mångsidigt att använda. Samtidigt är TPU:er konstruerade för de högsta belastningarna och kraven när det gäller slitage, värme och kemisk beständighet. När det gäller skillnaderna i egenskaper hos TPE och TPU är det möjligt att konstatera följande: TPE:s överlägsenhet eller underlägsenhet jämfört med TPU beror på materialets speciella krav, kostnadsöverväganden och tekniska möjligheter till vidare bearbetning av produkten.

Vanliga frågor och svar

Q1. Vad är den främsta skillnaden mellan TPE och TPU?

Den viktigaste skillnaden är att TPU är en särskild typ av TPE. Den har dock högre potential när det gäller styrka, motståndskraft mot kemikalier eller lösningsmedel och anpassade temperatursegment.

Q2. Är TPU och TPE återvinningsbara?

Återvinning av TPE och TPU är möjlig även om de tillgängliga alternativen för återvinning är begränsade jämfört med andra termoplastiska elastomerer.

Ja, TPE är återvinningsbart; samma sak gäller för TPU-material.

Q3. Vilken av de två är billigast, TPE eller TPU? 

TPE har en något lägre kostnad jämfört med TPU.

Q4. Hur skiljer sig TPU från TPE när det gäller deras tillämpningar?

TPU är lämpligt där förstärkning är nödvändig, applikationen utsätts för kemikalier eller tuffa miljöer och applikationen också måste tåla hög värme.

Q5. Kan TPE användas i regioner med extraordinära klimatförhållanden?

Det finns vissa nackdelar med TPE. På grund av detta är det kanske inte lika effektivt som TPU särskilt under svåra förhållanden.