Сантопрен - Santoprene

Термопластические вулканизаты (TPV) являются частью термопластичный эластомер (TPE) семейство полимеры, но по эластомерным свойствам наиболее близки к EPDM термореактивная резина, сочетающая в себе характеристики вулканизированный каучук с технологическими свойствами термопластов. TPV - это динамически вулканизированный сплав состоящий в основном из полностью затвердевшего Резина EPDM частицы, заключенные в полипропилен (ПП) матрица. В портфеле S почти 100 марок, которые используются во всем мире на рынках автомобилей, бытовой техники, электрики, строительства и здравоохранения. Торговая марка Santoprene была зарегистрирована в 1977 году. [1] к Monsanto и товарный знак теперь принадлежит ExxonMobil. Аналогичный материал доступен на сайте Эластрон [2] и другие [3].

Обзор

Гранулы сантопрена

Компания TPV была создана после нескольких лет исследований и разработок, направленных на поиск нового материала для шин, изготовленных методом литья под давлением. Хотя этот поиск нового материала для шин оказался безуспешным, он привел к разработке TPV, который сочетает в себе характеристики вулканизированной резины с технологическими свойствами термопластов. Первые продажи разрабатываемых продуктов произошли в 1977 году, когда они были зарегистрированы Monsanto, а полностью коммерциализированы в 1981 году.[4]

Являясь частью семейства полимеров TPE, TPV по своим эластомерным свойствам наиболее близок к термореактивному каучуку EPDM. TPV предлагают сочетание эластомерных свойств, таких как остаточная деформация при сжатии и растяжении, в сочетании с характеристиками старения и химической стойкостью.

Ранние успехи

Сантопрен TPV получил первые успехи в применении в автомобильном секторе, включая башмаки реечной передачи, благодаря своей долговечности, стойкости к жидкостям и герметичности. В секторе бытовой техники крышка поддона посудомоечной машины, изготовленная из Santoprene TPV, обеспечивает хорошую герметичность и устойчивость к теплу и жидкостям. Благодаря своим герметизирующим свойствам Santoprene TPV также был успешным в бытовом и высотном строительстве в таких областях, как уплотнения окон, ролики, трубы и небольшие детали шлангов, электрические соединители и покрытия для проводов и кабелей. Он также использовался в медицинской промышленности в качестве прокладки на поршнях шприца.

Химия

Изображение santoprene.png

Santoprene TPV - это динамически вулканизированный сплав, состоящий в основном из полностью отвержденных частиц каучука EPDM, заключенных в матрицу из полипропилена (PP).

Эти фотографии, сделанные с помощью атомно-силового микроскопа (слева) и сканирующего электронного микроскопа (справа), показывают множество очень маленьких частиц, обычно не больше пары микрон в диаметре. Эти частицы представляют собой полностью вулканизированный каучук (обычно каучук EPDM для большинства марок Santoprene TPV) в термопластической фазе (чаще всего PP в случае марок Santoprene TPV). Полностью сшитый или вулканизированный означает 98% или более, и, поскольку морфология «заблокирована», он обеспечивает стабильные физические свойства.

Характеристики

В этой таблице сравниваются различные подсемейства TPE, оценивая их производительность по сравнению друг с другом как отличную, хорошую, удовлетворительную или плохую. Он демонстрирует, что TPV предлагает сочетание эластомерных свойств, таких как остаточное сжатие и растяжение, в сочетании с характеристиками старения и химической стойкостью. Помимо относительно низкой плотности (или удельного веса), TPV могут использоваться для уменьшения веса гибких систем и деталей.

Марки Santoprene TPV, разработанные для специальных инженерных применений, имеют твердость от 35 по Шору А до 50 по Шору D.

Марки Santoprene TPV предлагают следующее:

  • герметичность: долговечность к старению в сочетании со стабильностью размеров и физическими свойствами в течение всего срока службы детали
  • эстетика: гармонизация внешнего вида между частями и комфортная внутренняя отделка
  • обработка: технологичность на стандартном оборудовании для обработки термопластов
  • гибкость дизайна: пригодность для соэкструзия (совместная обработка: формование, экструзия, выдувное формование ) с другими полимерами для проектирования многоэлементных систем
  • уменьшение веса: за счет более низкой плотности, оптимизации конструкции деталей и замены материалов
  • переработка отходов: полностью перерабатывается в производственном процессе

Приложения

Марки Santoprene TPV разработаны для широкого спектра специальных инженерных применений.

Автомобильные компоненты

Santoprene TPV используется в герметиках, под капотом и под автомобилем, а также в компонентах интерьера. В атмосферостойких уплотнениях TPV используется как легкая альтернатива термореактивным резиновым материалам в полудинамических и статических деталях, в то время как в подкапотных и подкапотных системах он хорошо подходит для воздуховодов, труб, формованных уплотнений, прокладок, сильфонов подвески, кабеля. кожухи, заглушки, бамперы и многое другое. Это связано с его герметичными характеристиками и устойчивостью к экстремальным температурам, химическому воздействию и суровым условиям окружающей среды.

Строительные и строительные изделия

В промышленных герметиках для остекления Santoprene TPV используется для навесных стен, витрин, архитектурных окон и погодных герметиков в крыше. Он также широко используется в уплотнениях для остекления жилых помещений из-за его низких показателей проникновения воздуха и воды в течение всего срока службы оконных и дверных систем.

В проектах по строительству дорог и железных дорог Santoprene TPV используется для мостов и парковок, остановок водоснабжения, железнодорожных подушек и других применений.

В сантехнике Santoprene TPV используется для создания долговечных уплотнений, прокладок и втулок, устойчивых к усталости при изгибе, резким температурам и химическим веществам. Его можно использовать в различных уплотнениях, включая уплотнения труб, компенсаторы мостов и ненесущие стены, детали для питьевой воды и уплотнения труб для канализации и дренажа.

Запчасти для бытовой техники

Santoprene TPV используется в стиральных, сушильных, посудомоечных машинах, холодильниках, мелкой бытовой технике и средствах для ухода за полом. Его свойства позволяют использовать его в ряде деталей, включая уплотнения насосов, шланги, муфты, гасители вибрации, барабанные ролики, ручки и органы управления.

Электрические компоненты

Santoprene TPV используется в соединителях проводки для создания водонепроницаемых уплотнений с электрическим и термическим сопротивлением; изоляция для приложений высокого напряжения; и гибкость даже при низких температурах до −60 ° C.

Он используется в промышленных соединителях проводов и кабелей и в низковольтных промышленных кабелях, которые включают изоляцию и оболочку, а также в потребительских проводах и кабелях.

Для электрических компонентов Santoprene TPV предлагает водонепроницаемые уплотнения, позволяющие вставлять разъемы в оболочку кабеля, создавая единую цельную деталь.

Обработка

Сантопрен TPV можно обрабатывать с использованием обычных процессов термопласта, таких как литье под давлением, выдувное формование и экструзия. Изготовление детали из Santoprene TPV, в отличие от резины, менее сложно. Santoprene TPV готов к использованию и не требует смешивания с различными ингредиентами, такими как армирующие наполнители (технический углерод, минеральные наполнители), стабилизаторы, пластифицирующие масла и системы отверждения.[5][6]

По сравнению с обработкой резины, термопластическая обработка Santoprene TPV может обеспечить более короткое время цикла, более высокую производительность деталей в час и повторное использование лома, образующегося во время обработки. Это может привести к снижению стоимости деталей, меньшему количеству инструментов / оборудования, снижению затрат на лом и оптимизации материальных затрат на логистику по сравнению с резиной.

После короткого периода сушки гранулы TPV автоматически попадают в формовочную машину или экструзионную линию. Время цикла может быть намного меньше, потому что детали не нужно отверждать в пресс-форме, что обычно составляет от двух до трех минут для резины. Деталь TPV должна только остыть, обычно около 30 секунд, а затем ее можно вынуть из формы или охладить в воде.

Варианты обработки

Литье под давлением: марки сантопрена TPV могут обрабатываться с использованием обычного оборудования для литья под давлением термопластов с сокращенным временем цикла по сравнению с термореактивным каучуком. Гибкость TPV обеспечивает большую свободу при проектировании пресс-форм, где используются поднутрения.

Формование вставки: Формование вставки состоит из помещения предварительно отформованной подложки в форму и впрыскивания TPV вокруг или поверх нее. Если вставка и TPV являются совместимыми материалами, соединение расплава происходит на границе раздела между двумя материалами. На прочность этой связи влияют несколько факторов, включая температуру поверхности раздела, чистоту вставки и температуру плавления TPV.

Двухэтапное литье под давлением: TPV можно комбинировать с полимерами с помощью нескольких типов процессов многоэтапного литья под давлением. Комбинируя несколько материалов, можно получить широкий спектр применения деталей, например, сочетание твердого и мягкого. В ходе каждого цикла производятся как готовая деталь, так и подложка. Двухэтапное формование более эффективно, чем формование со вставкой, поскольку не требуется манипуляции с подложкой.

Выдувное формование: Santoprene TPV может быть выдувным формованием в однослойном, многослойном, обменном, последовательном 3D, всасывающем выдуве, экструзионном выдуве без оплавления, литье под давлением и прессовании с раздувом.

Экструзия: Santoprene TPV легко экструдируется в отдельные и сложные профили. Эти материалы также можно подвергнуть совместной экструзии, чтобы получить детали как с жесткими, так и с мягкими компонентами.

Термоформование: свойства термоформования Santoprene TPV аналогичны свойствам акрилонитрилбутадиенстирол (ABS) и обладают хорошей прочностью расплава, что обеспечивает однородные и предсказуемые характеристики провисания во время нагрева. При производстве листов для термоформованных деталей сохраняются ключевые характеристики Santoprene TPV, в том числе окрашиваемость, ударопрочность, атмосферостойкость, химическая стойкость, нескользящая, матовая поверхность на вид и на ощупь.

Переработка отходов

Santoprene TPV может способствовать сокращению общего количества отходов в производственном процессе, поскольку лом, образующийся во время обработки, может быть переработан. Материал, который был переработан - даже из старых деталей - демонстрирует свойства почти так же хорошо, как и первичный материал, как указано в статье в журнале «Design News»[7] сообщено 5 мая 2003 г.

Согласно статье:

  • Результаты испытаний защитных ботинок для автомобильных реечных шестерен показали, что более старый TPV имеет несколько более низкие физико-механические свойства, чем новый материал. Тем не менее, некоторые ключевые показатели способности материала выдерживать это динамическое приложение существенно не изменились. Например, новый и старый TPV имели почти одинаковые свойства после старения на воздухе и в масле. Компрессионный набор также остался практически идентичным.
  • Результаты испытаний, которые измеряли изменение цвета (Delta E) между внешней и внутренней поверхностью старых и новых автомобильных вторичных профилей крыши, показали, что материал TPV претерпел незначительные изменения цвета. Другие тесты, в ходе которых проверяли, есть ли на поверхности профилей следы радиационной деградации, показали, что поверхность материала выглядит однородной.
  • В тестах, сравнивающих профили стальных и новых автомобильных стекол, не было выявлено значительных различий в характеристиках деформации при растяжении - ключевом показателе герметичности.

Рекомендации

  1. ^ Бюро патентов и товарных знаков США
  2. ^ Эластрон
  3. ^ Поставщики TPV
  4. ^ Статья к 25-летию. Веб-сайт EMC. exxonmobilchemical.com
  5. ^ Обработка сантопрена TPV. Exxonmobilchemical.com. Проверено 28 января 2016.
  6. ^ Santoprene TPV Литье под давлением. Exxonmobilchemical.com. Проверено 28 января 2016.
  7. ^ Выжившие из эластомеров - журнал Design News. Designnews.com. Проверено 28 января 2016.

внешняя ссылка