Termoplastiskt gummi (TPR) är ett enastående material som kombinerar fördelarna med gummi och plast. Det har också gummits egenskaper och plastens enkla bearbetning. TPR ingår i en grupp som kallas termoplastiska elastomerer och används i stor utsträckning inom olika branscher. Allmänheten gillar TPR för den flexibilitet och styrka som det erbjuder. Det kan också tillverkas genom processer som formsprutning och extrudering. Denna mångsidighet har lett till att TPR behövs inom alla sektorer, från bilindustrin till konsumentprodukter, vilket har format produkternas utformning och användning.
Vad är TPR-material? En kort översikt
Termoplastiskt gummi eller TPR-material är ett syntetiskt gummi som kännetecknas av gummiliknande styrka och elasticitet och plastliknande formbarhet. Det är ofta en blandning av olika sampolymerer där sampolymeren kan vara av såväl plast- som gummikategori. TPR kännetecknas av att det har både termoplastiska och elastomeriska egenskaper. En annan egenskap hos TPR är att det mjuknar och lätt kan omformas vid upphettning utan att genomgå kemisk omvandling. Denna kvalitet är viktig i produktionsprocesser som formsprutning och formblåsning.
TPR är avsett att vara mycket elastiskt och flexibelt. Det försämras inte ens när det sträcks eller slappnar av kraftigt och kan lätt återfå/behålla sin ursprungliga form. TPR har gummiliknande elasticitet och är lätt att bearbeta, vilket gör TPR kompatibelt med de flesta plastbearbetningsutrustningar. TPR behöver inte speciella förhållanden som är karakteristiska för traditionell gummibearbetning. Det är mångsidigt och kan användas i många olika miljöer eftersom det är robust. Exempel på sådana är bildelar och skosulor där det finns ett behov av seghet och prestanda.
Tillverkningsprocess för TPR-material?
Termoplastiskt gummi (TPR) kan därför definieras som en elastomer som har egenskaper från både plast och gummi. Den huvudsakliga processen för dess skapande kallas termoplastisk vulkanisering eller TPV, vilket innebär blandning av två typer av polymerer. Den första komponenten är ofta en elastomer som kan vara naturgummi, styren-butadiengummi (SBR), nitrilgummi (NBR), polykloropren (CR) eller klorosulfonerad polyeten (CSM). Dessa elastomerer ger TPR dess gummiliknande egenskaper, vilket gör TPR både flexibelt och starkt.
Den andra komponenten i tillverkningsprocessen är också en termoplastisk sampolymer som kan vara EVA eller polypropylen. Denna sampolymer gör det lättare för TPR att formas under tillverkningsprocessen och ökar därmed dess mångsidighet i många tillämpningar. Tillverkningsprocessen innebär att dessa två polymerer kombineras genom en process som kallas extrudering, varvid polymererna upphettas tills de smälter och sedan kombineras ytterligare till ett enda material. Efter blandning kyls blandningen till önskad temperatur och formas sedan till specifika former som krävs för användning i specifika projekt.
Processen för att syntetisera TPR kräver användning av levande anjonisk polymerisation för att utveckla långa kedjor av monomerer som är viktiga för bildandet av styren-butadien-styren (SBS). Processen börjar med att man väljer två monomerer, butadien och styren, som placeras i ett reaktionskärl tillsammans med en initiator som utlöser den katalysator som krävs för polymerisationen. Katalysatorn hjälper till att bilda långa, linjära kedjor av styren och butadien där styren och butadien är linjärt sammanlänkade. Denna kedjebildning fortsätter tills den molekylvikt som krävs för det material som ska användas i nästa process har uppnåtts.
När polymeren har syntetiserats till önskad molekylvikt separeras reaktionskomponenterna med hjälp av extraktionsmetoder som ångdestillation eller filtrering. Den produkt som framställs genom denna process är SBS, som är ett syntetiskt gummi som kan bearbetas till TPR. Detta material har goda egenskaper som flexibilitet, hårdhet, nötningsbeständighet och hållbarhet, vilket gör det lämpligt för packningar, tätningar och isolering.
TPR tillverkas i allmänhet av plastpellets som genomgår olika smältbearbetningsmetoder. Dessa metoder inkluderar formsprutning, extrudering och formblåsning. Formsprutning är en process där smält plastmaterial sprutas in under högt tryck i en form som i sin tur kyls för att få fram ett fast föremål med önskad form. Denna teknik är särskilt lämpad för att snabbt skapa komplexa delar och därmed möjliggöra skapandet av mer komplexa strukturer.
Extrudering, å andra sidan, används för att föra den smälta plasten genom en form för att producera kontinuerliga former innan den stelnar och den är idealisk för produktion av långa profiler. Blåsformning innebär att man använder uppvärmda förformar som placeras i en form och blåses upp för att bilda ihåliga artiklar som flaskor. Även om denna metod kan ta längre tid på grund av behovet av att använda mer än en form, är den mindre energikrävande.
I allmänhet har alla smältbearbetningstekniker sina fördelar för en viss tillämpning. Smältbearbetningstekniker är viktiga för att utveckla TPR-produkter som uppfyller kundernas krav och förväntningar, vilket kan göra det möjligt för tillverkarna att producera mångsidiga och hållbara material som kan användas för olika applikationer. Genom rätt val av tillverkningsprocess kan man uppnå rätt kvalitet och prestanda för TPR-produkterna.
Innehåller termoplastiskt gummi latex?
Termoplastiskt gummi (TPR) är ett elastomermaterial som framställs genom syntes av en kombination av polymerer med gummiliknande egenskaper. Framför allt är TPR fritt från latex och kan därför användas av patienter med latexallergi eller -intolerans. TPR är ett helt syntetiskt material medan latex framställs av saven från gummiträd.
När man väljer hantverksartiklar eller någon annan produkt för den delen måste man vara mycket försiktig med artiklar som är märkta som innehållande latex eller de som är allergivänliga. Därför måste man alltid läsa specifikationerna för produkten för att bekräfta att det är termoplastiskt gummi och inte andra typer av gummi som har spår av latex. Vid osäkerhet kan man alltid kontakta tillverkaren av produkten för att få ett förtydligande.
Är termoplastiskt gummi vattenavvisande?
Termoplastiskt gummi är känt för att vara mycket slitstarkt, flexibelt och dessutom vattentätt. Det gör det idealiskt att använda vid tillverkning av skor och andra kläder samt produkter som används utomhus. TPR har en vattenbeständighetsfunktion som gör det möjligt för produkter tillverkade av detta material att motstå vatten utan att påverkas negativt.
De flesta skomakare använder TPR i sin produktion för att säkerställa att kunderna får skor som är bekväma att bära, lätta i vikt och samtidigt vattentäta. TPR är dessutom mycket billigare än andra syntetiska material som t.ex. neopren och har samtidigt en relativt låg miljöpåverkan eftersom TPR är återvinningsbart och inte innehåller några giftiga ämnen.
I allmänhet kan TPR-plastmaterial betraktas som en stabil och effektiv lösning för köpare som vill få högkvalitativa produkter som fungerar bra i regnigt väder.
Grundläggande egenskaper hos TPR
Termoplastiskt gummi (TPR) kännetecknas av en mycket bra kombination av elasticitet och mekanisk styrka. Det är mångsidigt och kan användas på många olika sätt och förblir starkt även under tryck. Följande tabell visar de fysikaliska egenskaperna hos TPR, vilket indikerar dess flexibilitet som material.
| Fastighet | Beskrivning |
| Flexibilitet | TPR förblir mycket flexibelt, vilket är viktigt för deformerbara användningsområden. |
| Durometerområde | Erbjuder ett brett utbud av hårdhetsnivåer för olika behov. |
| Motståndskraft | Utmärkt förmåga att återgå till sin ursprungliga form efter sträckning. |
| Halk- och rivmotstånd | Mycket tålig mot rivning och glidning, perfekt för områden med mycket slitage, t.ex. skor. |
Kemiska egenskaper
På grund av sin kemiska sammansättning är TPR hållbart i olika miljöer; produktens funktionalitet och utseende förblir opåverkade. De viktigaste kemiska egenskaperna förklaras nedan.
| Fastighet | Beskrivning |
| Kemisk beständighet | Motstår vanliga syror, alkalier och rengöringsmedel. |
| UV- och väderbeständighet | Hög motståndskraft mot UV-strålar och hårt väder. |
| Stabilitet | Behåller sin struktur och sitt utseende över tid. |
TPR vs. TPE: Skillnad i egenskaper
Medan TPR är mer av ett gummiliknande material som mest används i skosulor och andra sådana applikationer, är termoplastiska elastomerer eller TPE mycket flexibla och har vanligare användningsområden än TPR. TPR tillverkas för bättre prestanda under dessa förhållanden, varför det är mer lämpligt för industriella tillämpningar. du kan gå till Är TPE säkert? sida, TPE vs TPU, och Formsprutning av TPE sida för att få veta mer om TPE-material,
| Fastigheter | Termoplastiskt gummi (TPR) | Plastifierad PVC (PVC-P) (flexibel) | PVC utan mjukgörare (PVC-U) (styv) |
| Draghållfasthet (MPa) | 2.5 | 9.65 | 16.6 |
| Område för smälttemperatur (°C) | 140-185 | 190 | 177 |
| Slaghållfasthet (Izod-hackad) (J/cm) | - | 4.45 | 6.62 |
| Hårdhet (Shore A & D) | 40 A | 75 A | 68.3 D |
| Elasticitetsmodul (GPa) | - | 2.4 | 2.16 |
| Töjning vid brott (%) | 550 | 328 | 312 |
| Rivhållfasthet (N/mm) | 15 | 53.7 | 33.6 |
| Dielektrisk hållfasthet (kV/mm) | - | 58.9 | 14-20 |
TPR används i applikationer som kräver hög prestanda, särskilt i applikationer som utsätts för väder och kemikalier. Å andra sidan används TPE på produkter som är inriktade på att förbättra slutanvändarens komfort.
Tillämpningar av TPR-material
Termoplastiskt gummi eller TPR-plastmaterial är ett multifunktionellt material med prestanda och fysiska egenskaper som gör att det passar för flera applikationer inom design- och tillverkningsindustrin. TPR har flexibilitet, styrka och utmärkt motståndskraft mot en rad olika temperaturer och detta ger det en extra fördel jämfört med de flesta traditionella material.
En annan fördel med TPR är att den inte påverkas av oljor, fetter och lösningsmedel, vilket gör den mångsidig att använda i olika branscher. Mångsidigheten gör det också möjligt för tillverkare att skapa produkter i särskilda former och stilar som passar vissa konsumentkrav.
Dessutom är TPR viktlös men har en mycket god vibrationsisolerande egenskap. TPR som används vid tillverkningen av vissa produkter ökar inte bara deras hållbarhet utan också deras motståndskraft mot ökande miljöförhållanden.
Tack vare sin exceptionella slagtålighet och termiska stabilitet används TPR i många olika vardagsprodukter, t.ex:
Konsumentelektronik: TPR används för ytterhöljen till hushållsapparater som TV-apparater, kylskåp, tvättmaskiner och ugnar.
Mekaniska komponenter: Rullar och genomföringar är några av de delar som kan tillverkas av detta material och som används i stor utsträckning inom många maskinindustrier.
Hushållsartiklar: TPR används vid tillverkning av produkter som är lätta att känna igen, till exempel plastredskap och muggar, hinkar och till och med handdukar.
Medicinsk utrustning: TPR gäller för ett stort antal medicintekniska produkter, t.ex. steriliseringsenheter, droppställningar och sjukhussängar.
Effektiv användning av TPR-material
För att en organisation ska kunna dra full nytta av TPR är det viktigt att lära sig om de olika användningsområdena för TPR. TPR är mest användbart för projekt som måste upprätthållas och anpassas och som måste kunna stå emot förändringar som sker över tid.
Gjutning: TPR är specialiserat på att skapa formar för olika produkter, bland annat bildelar, leksaker och medicinska instrument. Tack vare dess användning vid formsprutning är det möjligt att tillverka komplexa former och små detaljer.
Packningar: TPR kan i synnerhet användas för att utveckla packningar för HVAC-system samt för elektronikhöljen. Dess nötningsbeständighet ger den möjlighet att täta mot inträngning av luft, vatten eller annan vätska.
Tätningar: Materialet är lämpligt för tillverkning av tätningar i pumpar och ventiler tack vare sin kemikaliebeständighet och sin förmåga att fungera väl under högt tryck.
Isolering: TPR används som isolator för elektriska och elektroniska komponenter och är därför optimal för användning vid höga temperaturer.
Produktion av skor: Det används också vid tillverkning av skor, stövlar och sandaler eftersom det ger hållbarhet och flexibilitet i skodon samtidigt som det ger komfort och hållbarhet.
Åtgärder som ska vidtas när TPR används för att kontrollera risker
Vid arbete med termoplastiskt gummi (TPR) måste vissa försiktighetsåtgärder vidtas för att förhindra att olyckor inträffar. Här följer några viktiga riktlinjer:
Skyddsutrustning: Vid hantering av TPR ska du använda handskar och skyddsglasögon så att du inte kommer i kontakt med TPR på huden eller i ögonen.
Undvik direktkontakt: Undvik kontakt mellan TPR och hud, ögon eller kläder eftersom det kan leda till hudutslag eller hudallergi.
Försiktighetsåtgärder vid värme: Det är också viktigt att inte utsätta TPR-material för värme eller lågor av något slag för att undvika smältning eller brännskador.
Säkerhet vid rökgaser: Undvik inandning av ångor som kan uppstå vid arbete med TPR; se till att arbetsplatsen har tillräcklig friskluftsförsörjning.
Underhåll av verktyg: Se till att alla verktyg som används vid kapning, formning eller borrning av TPR är väl skärpta och väl jordade för att undvika olyckor.
Hantering av spill: Som nämnts är TPR halt, så om något har spillts ut bör det rengöras så snart som möjligt på grund av fallrisken.
Korrekt avfallshantering: Därför bör bolaget följa de lokala bestämmelserna för att säkerställa att det använder miljövänliga metoder för att ta hand om TPR-avfall.
Förvaringsförhållanden: För att säkerställa TPR:s äkthet, förvara TPR på en sval och torr plats så att den inte lätt kan påverkas av värme och eld.
TPR vs. traditionellt gummi: viktiga skillnader
När man jämför termoplastiskt gummi (TPR) med traditionellt gummi framträder flera viktiga skillnader::
Bearbetning: TPR-material kräver ingen vulkanisering och är lätt att bearbeta med olika tekniker som formsprutning och extrudering. Konventionellt gummi, som består av natur- och syntetgummi, kräver däremot flera steg och processer för att få de egenskaper som krävs.
Elasticitet och flexibilitet: När man jämför TPR och traditionellt gummi har båda en god elasticitet. TPR erbjuder dock en kontrollerad förlängning på 300-800% och en hårdhet på 20 Shore A till 80 Shore D för de konventionella gummiegenskaperna.
Hållbarhet och prestanda: Draghållfastheten är dock högre än 15 MPa jämfört med traditionellt gummi, och därmed är materialet mer lämpligt för applikationen. TPR har vanligtvis en draghållfasthet i intervallet 5-15 MPa.
Termisk stabilitet: Till skillnad från vanligt gummi som har en vulkaniserad struktur och därför är mer värmetåligt kan TPR fortfarande användas mellan -40°C och 135°C, vilket är tillräckligt för normal användning men inte lika bra som specialutvecklade gummin.
Nötningsbeständighet och kemisk beständighet: Båda är nötningsbeständiga men konventionellt gummi har överlägsen kemisk beständighet, särskilt i extrema situationer. TPR är ganska immunt mot oljor och lösningsmedel och lämpar sig därför väl för normal drift.
Miljöpåverkan: TPR är återanvändbart eftersom det kan återvinnas flera gånger utan att produkten förlorar sin funktion. Vulkaniserat gummi är mer utmanande att återvinna jämfört med vanligt gummi.
Sammantaget har TPR fördelarna med flexibilitet, enkel bearbetning och återvinningsbarhet, vilket gör det lämpligt att användas på många sätt. Konventionellt gummi ger bra motstånd och kan användas med hög friktion, men har höga bearbetningskostnader och är inte återvinningsbart. Allt detta beror på den speciella applikation som behövs i det här fallet.
TPR vs. silikon: Viktiga skillnader
Som termoplastisk elastomer skiljer sig TPR från silikon när det gäller sammansättning och prestandaegenskaper. TPR är välkänt för sin höga elasticitet, nötningsbeständighet och relativt lätt att bearbeta; silikon har å andra sidan hög värmebeständighet och flexibilitet. Både TPR och silikon är biologiskt nedbrytbara och giftfria, men TPR har en mycket bättre återvinningsegenskap i vissa specifika användningsområden. Sådana skillnader gör dem lämpliga för olika tillämpningar inom sektorer som konsumentprodukter, bilar och den medicinska sektorn.
Om du vill veta mer om silikonmaterial, vänligen gå till TPE vs silikon, är silikon säkert, och Formsprutning av silikon sidan för att få veta mer.
Skillnader mellan TPR och silikon
| Fastighet | TPR (termoplastiskt gummi) | Silikon |
| Hårdhetsintervall | 0A till 70D | Vanligtvis mjukare, cirka 20A till 80A |
| Enkel bearbetning | Lätt att bearbeta med termoplastiska metoder | Mer komplex och svårformad |
| Återvinningsbarhet | Lätt återvinningsbar och miljövänlig | Ej återvinningsbar |
| Temperaturbeständighet | -40°C till +135°C | -60°C till +250°C |
| Tillämpningar | Används i leksaker, skomaterial och packningar | Vanligt i köksredskap, medicintekniska produkter och tätningar |
| Ytfinish | Vanligtvis glansig med ett ljust utseende | Kan vara slät eller strukturerad |
TPR vs. PVC: Viktiga distinktioner
PVC är ett material som utvinns ur råolja och detta är ett icke-förnybart material som påverkar miljön negativt, medan TPR också utvinns ur råolja. Även om PVC kan återvinnas sju eller åtta gånger, har det konstaterats att ett betydande antal PVC-produkter blir en föroreningskälla för deponier och hav på grund av låga indikatorer för återvinning inom plastproduktionen.
TPR är i själva verket en termoplast och kan i teorin återvinnas. Återvinning av TPR sker dock inte särskilt ofta eftersom det inte är kommersiellt lönsamt att återvinna material som används sparsamt. Å andra sidan finns det en lång rad plaster som används och återvinns mer frekvent, t.ex. polyeten, vilket gör att TPR hamnar bland de få praktiska tillämpningarna av återvinning.
TPR vs. PVC: Kostnadsberäkning.
När det gäller kostnadsfaktorn är TPR relativt sett dyrare än PVC, men detta beror på de kvantiteter som tillverkas. Med hjälp av uppgifterna kan det uppskattas att företagets årliga produktion uppgår till ungefär 44,3 miljoner kronor ton, anses PVC vara ett av de billigaste plastmaterialen och kostar cirka $1 389 per ton. Å andra sidan kan TPR kosta så lite som $1.470/metriskt ton upp till $2,250/metriskt ton eftersom TPR är en mycket mer specialiserad kemikalie med mycket lägre produktionstakt.
Slutsats: Fördelarna överväger utmaningarna
Det är välkänt att TPR-baserade material har använts för många tillämpningar inom olika områden och att de är ekonomiska. I detta sammanhang är det möjligt att konstatera att TPR sannolikt kommer att förbli ett realistiskt alternativ i takt med att teknik och materialvetenskap utvecklas ytterligare.
I framtiden väntas TPR fortsätta att vara relevant inom produktkategorier som köksutrustning, bilkomponenter och medicintekniska produkter. Ytterligare forskning kan resultera i nya formuleringar av TPR som förbättrar styrka, hållbarhet och kostnadseffektivitet, vilket bör göra dem ännu mer tilltalande för tillverkarna.
Förutom de förbättrade formuleringarna kan framstegen i produktionsprocesserna leda till ökad produktion av TPR-material. Detta skulle inte bara sänka kostnaderna utan också minska leveranstiden för kunderna och därmed förbättra deras tillfredsställelse.
I takt med att tekniken utvecklas kan nya och kreativa användningsområden för TPR dyka upp i framtiden. TPR kan t.ex. användas för 3D-utskrifter eller som ett lättviktigt substitut för metaller i industriell utrustning. Om vi ser på framtiden för TPR-materialflexibilitet och ekonomi förväntas vara de viktigaste utvecklingsfaktorerna inom ett brett spektrum av industriella tillämpningar.