Elastomero Termoplastico (TPE)

Descrizione dei prodotti in elastomeri termoplastici (TPE/TPR)

Gli elastomeri termoplastici (TPE/TPR), noti anche come gomma sintetica o gomma artificiale, combinano le eccellenti proprietà della gomma vulcanizzata reticolata tradizionale—come elevata elasticità, resistenza all'invecchiamento e resistenza all'olio—con la facile lavorabilità e le versatili caratteristiche di stampaggio delle plastiche convenzionali.

I TPE/TPR sono materiali elastomerici che mostrano elasticità simile alla gomma a temperatura ambiente e possono essere ammorbiditi e modellati sotto calore. La loro struttura è composta da segmenti di resina e gomma legati chimicamente. I segmenti di resina formano punti di reticolazione fisica attraverso interazioni intermolecolari, mentre i segmenti di gomma forniscono elevata elasticità.

Questi legami incrociati fisici sono reversibili con le variazioni di temperatura, consentendo un comportamento di lavorazione termoplastica. Di conseguenza, i materiali TPE combinano le proprietà meccaniche e fisiche della gomma vulcanizzata con i vantaggi di lavorazione dei termoplastici, diventando una nuova classe di materiali polimerici posizionati tra gomma e resina, spesso definiti come la 'gomma di terza generazione'.

Vantaggi degli Elastomeri Termoplastici (TPE/TPR)

(1) Possono essere lavorati utilizzando apparecchiature standard per stampaggio termoplastico, inclusi stampaggio a iniezione, estrusione, soffiaggio, stampaggio a compressione e stampaggio a trasferimento.

(2) Possono anche essere vulcanizzati utilizzando macchine per stampaggio a iniezione della gomma, riducendo significativamente il tempo di lavorazione da circa 20 minuti a meno di 1 minuto.

(3) È possibile anche la vulcanizzazione per estrusione, offrendo un'elevata efficienza di estrusione e un breve tempo di polimerizzazione.

(4) I rifiuti di produzione come bave e gomma di scarto possono essere direttamente riciclati e riutilizzati.

(5) I prodotti finiti in TPE sono facili da riciclare, contribuendo a ridurre l'inquinamento ambientale e migliorare l'utilizzo delle risorse.

(6) Non è richiesto alcun processo di vulcanizzazione, con conseguente risparmio energetico. Ad esempio, il consumo energetico per la produzione di tubi ad alta pressione è di 188 MJ/kg per la gomma rispetto a 144 MJ/kg per il TPE, ottenendo un risparmio energetico superiore al 25%.

(7) I materiali TPE hanno forti proprietà di auto-rinforzo, semplificando le formulazioni, riducendo l'impatto degli additivi sulle prestazioni del polimero e migliorando il controllo qualità.

(8) Il TPE ha aperto nuove vie di sviluppo per l'industria della gomma e ha ampliato il campo di applicazione dei prodotti in gomma.

Tipi comuni e proprietà degli elastomeri termoplastici

1. TPE a base di stirene (TPS):I TPE a base di stirene sono copolimeri a blocchi di butadiene o isoprene e stirene. Le loro proprietà sono le più vicine alla gomma SBR. Sono tra i primi elastomeri termoplastici sintetizzati chimicamente studiati e sono ampiamente utilizzati nell'industria calzaturiera, sostituendo in gran parte la gomma. Le loro applicazioni nei prodotti industriali in gomma, come lastre e tessuti di gomma, sono in espansione. L'SBS è anche ampiamente utilizzato come modificatore d'impatto per le plastiche PS ed è un eccellente modificatore per le pavimentazioni in asfalto, migliorando la resistenza all'usura, alla fessurazione, all'ammorbidimento e allo scivolamento. Le plastiche PS modificate con SBS non solo presentano una resistenza all'impatto notevolmente migliorata, simile alla gomma, ma mostrano anche un'eccellente trasparenza.

2. TPE a base di olefine (TPO): I TPE a base di olefine sono miscele di PP come segmento duro e EPDM come segmento morbido. Grazie alla loro bassa densità (solo 0,88), elevata resistenza al calore fino a 100°C e buona resistenza agli agenti atmosferici e all'ozono, sono diventati un altro tipo di TPE in rapido sviluppo. Sono ampiamente utilizzati in automobili come ingranaggi, cremagliere, guaine per cavi di accensione, tubi flessibili resistenti all'olio, condotti d'aria e guarnizioni di tenuta lucide resistenti alle crepe per edifici alti. Sono presenti anche nei settori dei cavi elettrici, alimentare e medico.

3. TPE a base di dieni:I TPE a base di dieni sono principalmente isomeri della gomma naturale, quindi sono anche noti come gomma trans-naturale termoplastica (1-NR). Tuttavia, a causa del loro stato termoplastico e della forte cristallinità, la loro disponibilità è limitata e le loro applicazioni non si sono ampliate significativamente per molto tempo.

4.TPE a base di cloruro di vinile:I TPE a base di cloruro di vinile si dividono in due categorie principali: PVC termoplastico e CPE termoplastico. Il primo è chiamato TPVC, il secondo TCPE. Il TPVC è principalmente un modificatore elastico del PVC e si suddivide ulteriormente in polimerizzazione chimica e miscelazione meccanica. Questo tipo di TPVC può essere considerato un PVC modificato e un sostituto della gomma, utilizzato principalmente per produrre tubi flessibili, fogli, tessuti e alcune parti in gomma. Attualmente, oltre il 70% viene consumato nel settore automobilistico, ad esempio nei volanti delle auto e nelle spazzole dei tergicristalli. Altre applicazioni includono cavi elettrici (circa il 75%) e film impermeabilizzanti per l'edilizia (circa il 10%). Negli ultimi anni, la sua applicazione si è estesa agli elettrodomestici, al giardinaggio, all'industria e all'abbigliamento da lavoro quotidiano, compresi gli impermeabili.

5. TPE a base di poliuretano:I TPE a base di poliuretano sono gomme termoplastiche poliuretaniche, spesso abbreviate come TPU, composte da segmenti duri interconnessi di uretano che reagiscono con isocianati e segmenti morbidi di poliestere o polietere. Il TPU possiede un'eccellente resistenza meccanica, resistenza all'abrasione, resistenza all'olio e resistenza alla flessione, con la sua resistenza all'abrasione particolarmente eccezionale. Viene utilizzato principalmente nella produzione di attrezzature sportive come scarponi da sci e scarponi da trekking, ed è anche ampiamente impiegato nella produzione di varie scarpe sportive e scarpe da trekking, con un consumo sostanziale. Il TPU può anche essere utilizzato per produrre parti automobilistiche, meccaniche e per orologi tramite stampaggio a iniezione ed estrusione, ed è ampiamente utilizzato in tubi flessibili ad alta pressione (gomma esterna), tubi flessibili in gomma pura, fogli, cinghie di trasmissione, nastri trasportatori, fili e cavi e tessuti gommati.