TPR TPU

Le TPR ou le caoutchouc thermoplastique est généralement un copolymère qui fusionne les propriétés du caoutchouc de polystyrène (PS) et de butadiène (synthétique). Ce matériau a été développé pour fournir une grande partie de la propriété avantage du caoutchouc synthétique tout en permettant le traitement (et le retraitement) dans le processus de moulage par injection plus précis et contrôlable. Le TPR offre une résilience en fatigue exceptionnelle, une stabilité chimique, une résistance à l'impact et une recyclabilité modérée, avec le bon traitement.

Le TPU ou le polyuréthane thermoplastique est une large classification des polymères de polyuréthane qui partagent des propriétés telles que: l'élasticité, la transparence, la résilience d'usure et la très résistance aux huiles. Les matériaux sont thermoplastiques, avec une gamme de degrés de comportement élastomère. Leur résistance élevée et leur résilience sont dérivées d'une structure de chaîne polymère constituée d'alternant des segments durs et doux.

Cet article comparera en outre TPR contre TPU, leurs applications, les utilisations, les propriétés physiques et les matériaux alternatifs.

Qu'est-ce que TPR?
Le TPR (caoutchouc thermoplastique) se compose généralement d'un mélange de 23% ps et 77% de butadiène. Il est préparé par polymérisation d'émulsion des polymères constituants. Le processus fait un matériau inséparable qui contient une phase élastomère, thermodurcissement et une matrice rigide distribuée de matériau thermoplastique. Le résultat tire des propriétés des deux composants mais peut être traitée avec une extrême précision dans l'équipement de moulage par injection. Pour plus d'informations, consultez notre guide sur ce qu'est le caoutchouc thermoplastique.

Les caoutchoucs typiques sont synthétisés ou affinés sous une forme partiellement polymérisée, puis la chaleur est appliquée pour terminer le processus de réticulation. Dans le cas de TPR, le composant Butadiène est fabriqué entièrement réticulé et produit comme une fine poudre. Le composant PS remplace ensuite la réticulation en liant le caoutchouc dans une forte matrice de polymère. La flexibilité résulte de l'élasticité de la composante butadiène, où la liaison de caoutchouc intra-particules est essentiellement inélastique.

Le TPR ne correspond pas aux performances des caoutchoucs vulcanisés, il ne convient donc pas à la fabrication des pneus, ayant un module de déchirure trop faible. Cependant, les propriétés résistantes à l'ozone, aux intempéries et aux UV de TPR signifient qu'il trouve une large application dans de nombreux secteurs de produits.

Qu'est-ce que TPU?
Les polymères TPU sont faits de structures de bloc avec des régions plus longues, [douces "de faible polarisation, et des sections [dures" courtes de polarisation beaucoup plus élevée. Les liaisons covalentes entre les deux types de segments créent des chaînes bien intégrées qui dérivent les propriétés des deux éléments de la chaîne. En modifiant les poids moléculaires et les rapports des parties constituantes, un large éventail de propriétés peut être dérivé dans des matériaux chimiquement (presque) identiques. Les températures de transition du verre des deux composants peuvent être similaires ou disparates, et elles peuvent être modifiées chimiquement pour être plus élevées ou inférieures. Ces problèmes de traitement permettent la production d'une gamme de propriétés thermiques de la famille de matériaux résultante.

La polarisation plus élevée des éléments les plus durs induit une forte attraction, qui induit des régions pseudo-cristallines, situées dans une matrice hautement élastique. Les régions pseudo-cristallines se comportent comme des éléments de réticulation, qui expliquent le module élastique élevé de la famille, tandis que les chaînes plus longues et plus douces modérent cet effet, permettant à une gamme de dureté / l'élasticité de fabriquer.

Cet effet de réticulation diminue à zéro à mesure que la température de transition du verre du composant le plus dur est dépassée. La famille se comporte comme un groupe de matériaux entièrement thermoplastique qui peut être traité dans un équipement de moulage par injection ordinaire. Les TPU peuvent être recyclés par la fusion et la réforme, bien que la dégradation de la longueur / intégrité de la chaîne soit significative sur le remontage.

TPR contre TPU: applications et utilisations
Voici les industries typiques et les applications TPR courantes:

Fabrication automatique: joints de porte et de fenêtre, pièces de transmission / suspension, inserts d'ailes, garniture extérieure et intérieure, articles d'instruments, conduits d'air AC et moteur, œillets, ceintures d'entraînement, tuyaux de fluide, tapis de plancher, joints toriques.
Construction: joints de porte et de fenêtre, joints hydrauliques, joints de plomberie.
Industriel: amortisseurs de vibrations, tuyaux, collecteurs, joints, buissons de suspension, amortisseurs, membranes de toit.
Consommation: joints de réfrigérateur, surmolds de poing, couvertures de téléphone mobile, panneaux de commutation, amortisseurs de vibration.
Médical: tubes à air, joints de seringue, masques respiratoires et plénums, joints, vannes et cathéters.
Électronique: encapsulation, plombs électriques, câbles de haute qualité, protection contre les chocs du téléphone mobile et sceaux.
Équipements de chaussures et sportifs: nageoires de plongée, tuba, masques, poignées de ski-pole, composants de ski-boot et semelles à chaussures.
Voici les industries typiques et les applications TPU courantes:

Automobile: pièces intérieures automobiles (bonne finition de surface, durabilité, résistance à l'usure; et faible coût).
Agriculture: étiquettes d'identification pour les animaux (grande flexibilité, résistance à la déchirure et aux intempéries et à la tolérance à la température. Idéal pour encapsulation RFID).
Pipe et plomberie: Profils d'étanchéité et joints toriques, tubes, ceintures et tuyaux. Polymères spécialisés avec des propriétés optimales de flux de fusion, une forte résistance adaptée à l'extrusion à l'hydrolyse par les huiles hydrauliques et autres huiles et biologiques, résistance à la compression à des températures élevées, une ténacité élevée, une flexibilité et une résistance à la déchirure.
Textile: Utilisé pour les ceintures de convoyeurs, les structures gonflables et les équipements militaires. Large gamme d'options de traitement et bonnes propriétés mécaniques, chimiques et thermiques.
Équipement sportif: flexibilité extrême, résistance à fort impact et à la température, transparence et tolérance environnementale.
Il existe des secteurs de marché communs et des zones de produit ostensiblement courantes qui peuvent utiliser des matériaux TPR ou TPU. En général, les points communs n'impliquent pas d'interchangeabilité, car chaque application tend à exploiter une propriété étroite d'un matériau ou d'autres. Par exemple, le secteur automobile a tendance à utiliser les TPR pour une flexibilité extrême et des propriétés d'altération, et des TPU pour la résilience, la résistance à l'usure et les applications ergonomiques

TPR vs TPU: recyclabilité et durabilité
Les deux matériaux sont dérivés de sources pétrochimiques, et leurs références de durabilité et de recyclage sont assez similaires. TPU est très recyclable; Ses déchets peuvent être transformés dans des matières premières de haute qualité. Cependant, il a tendance à être de deuxième année en raison de la décomposition thermique. Le TPU est également biodégradable et se décomposera généralement dans des conditions d'enfouissement / compost sur 3 à 5 ans. Il ne laisse aucun résidu toxique lorsqu'il se décompose. Les TPU sont également disponibles lentement et peuvent être fabriqués à partir de monomères bio-source.

Le TPR est également très recyclable, mais comme la plupart des polymères, le matériau recyclé est de deuxième année. Ce sont des matériaux stables qui se dégradent extrêmement lentement dans l'environnement naturel. Les matériaux de source monomère dérivés d'algues pour les TPR sont également disponibles.

TPR vs TPU: coût
Les TPR sont généralement des matériaux à très faible coût, entre 1,60 $ et 2,00 $ par kg. Les TPU sont un peu plus chers, de 2,00 $ à 4,00 $ par kg.

Matériaux alternatifs au TPR et au TPU
Pour l'utilisation du moulage par injection, une grande variété de matériaux élastomères thermoplastiques sont disponibles, avec un spectre tout aussi large de propriétés et de coûts. Bien que ceux-ci ne soient pas interchangeables dans toute la gamme, il existe de nombreuses points communs de propriétés qui se traduisent par des options au stade de la spécification. Voici quelques matériaux alternatifs:

Vulcanisates thermoplastiques (TPE-V ou TPV).
Polyoléfines thermoplastiques (TPE-O ou TPO).
Copolyesters thermoplastiques (TPE-E, Cope ou TEEE).
Polyet thermoplastique Bloquer les amides (TPE-A).
Copolymères à blocs styréniques (TPE-S).
Caoutchouc de fonte (MPR).
Élastomères de fluoropolymère (FPE).
Lorsqu'un passage aux polymères thermodurcissables est une option, il y a plus de choix de matériaux, comme indiqué ci-dessous:

Caoutchouc naturel vulcanisé (NR) (latex, vulcanisé pour former du caoutchouc Buna).
Polyisoprène (IR).
Polychloroprène (CR).
Rubber Butadiène (BR).
Caoutchouc nitrile (butadiène) (NBR).
Les caoutchoucs thermodurcis apportent de nouvelles propriétés et de nouvelles restrictions à la liste des options. Ils peuvent cependant obtenir des résultats remarquables chaque fois que des propriétés spécifiques sont recherchées et que les problèmes de traitement n'empêchent pas l'utilisation.