Termoplastiske elastomerer (TPE) er en klasse af polymermaterialer, der kombinerer gummiens elasticitet med termoplasternes forarbejdningsfordele. Baseret på kemisk struktur og ydeevnekarakteristika kan TPE-materialer klassificeres i flere hovedtyper. Blandt dem er styrenisk TPE (TPS), olefinisk TPE (TPO/TPV) og dien-baseret TPE de mest udbredte i industrielle applikationer.
Styreniske termoplastiske elastomerer (TPS)
Styrenisk TPE, også kendt som TPS, er en af de tidligst udviklede og mest udbredte termoplastiske elastomerer. Det er baseret på blokcopolymerer af styren med butadien eller isopren. Det mest repræsentative materiale er SBS (styren-butadien-styren), hvis mekaniske opførsel minder meget om SBR-gummi.
SBS er flittigt brugt i fodtøj, hvor det stort set har erstattet traditionelt gummi. Det er også meget udbredt i industrielle gummiplader, slanger, trykfølsomme klæbemidler og asfaltmodifikationer. SBS-modificeret asfalt forbedrer revnemodstand, slidstyrke, anti-skridningsegenskaber og temperaturstabilitet. Selvom SBS er relativt dyrt, sikrer dens fremragende kompatibilitet med asfalt en bred markedsadoption.
Hydrogenerede kvaliteter som SEBS og SEPS forbedrer varmebestandigheden, vejrbestandigheden og ældningsevnen markant. Disse materialer bruges i vid udstrækning som stødmodifikatorer til ingeniørplast, såsom PA og PC, materialer af medicinsk-kvalitet, gennemsigtige elastomerer og vejrbestandige- polymerblandinger. Traditionelle SBS- og SIS-materialer har dog begrænset varmebestandighed, typisk under 80 grader.
Olefiniske termoplastiske elastomerer (TPO og TPV)
Olefinisk TPE er hovedsageligt sammensat af polypropylen (PP) som det hårde segment og EPDM-gummi som det bløde segment, almindeligvis kendt som TPO. TPO har en lav densitet (omkring 0,88), fremragende vejrbestandighed, ozonbestandighed og varmebestandighed op til 100 grader.
Udviklingen af termoplastiske vulkanisater (TPV) markerede et stort gennembrud. TPV produceres gennem dynamisk vulkanisering, hvor fuldt tværbundne gummipartikler er fint spredt i den termoplastiske matrix. Denne struktur forbedrer markant kompressionssæt, oliemodstand og varmeældningsmodstand, hvilket gør det muligt for TPV at opnå ydeevneniveauer, der kan sammenlignes med CR-gummi.
TPV er meget udbredt i biltætninger, slanger, lednings- og kabelisolering, luftkanaler, pakninger og bygningstætningssystemer og har stort set erstattet traditionelt gummi i mange applikationer. I øjeblikket tegner TPO sig for cirka 80-85% af olefinisk TPE-forbrug, mens TPV repræsenterer 15-20% med hurtig vækst.
Diene-baserede termoplastiske elastomerer
Dien-baseret TPE omfatter hovedsageligt termoplastisk trans-polyisopren (TPI) og termoplastisk polybutadien (TPB). TPI ligner strukturelt naturlig gutta-perka og udviser høj krystallinitet, god mekanisk styrke og formhukommelsesegenskaber. Det bruges i ortopædiske enheder, beskyttende sportsudstyr og specialfilm.
TPB tilbyder fremragende gennemsigtighed, vejrbestandighed, elektrisk isolering og kontrolleret nedbrydelighed. En vigtig fordel ved dien-baseret TPE er, at det kan vulkaniseres, hvilket forbedrer varmebestandigheden, oliebestandigheden og holdbarheden-en evne, som de fleste TPE-materialer mangler.