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Explorez les élastomères TPS : qu'est-ce que c'est, fabrication, modification, granulation et applications

Qu'est-ce que le TPS ?

Les polymères sont classés en quatre catégories en fonction de leur comportement et de leur réponse à la température et aux contraintes : thermoplastiques, élastomères, résines thermodurcissables et élastomères thermoplastiques (TPE).

Les élastomères thermoplastiques (TPE) sont une classe de matériaux qui combinent les propriétés des plastiques et des élastomères (matériaux semblables au caoutchouc). Ils peuvent être moulés et façonnés comme des plastiques tout en conservant l’élasticité et la flexibilité comme le caoutchouc.

Élastomères thermoplastiques styréniques, souvent abrégé en TPE-S ou TPS. Le TPS fait spécifiquement référence à un sous-ensemble de TPE à base de polymères styréniques. Il est traité à partir de PS comme matériau de base, notamment SBS, SIS, SEBS, SEPS, etc. Dans certaines régions d'Asie, les mélanges d'élastomères styréniques sont également appelés TPR.

  • Le SBS (copolymère styrène-butadiène-styrène) a une résistance élevée et est facile à traiter.
  • Le SIS (copolymère styrène-isoprène-styrène) a une bonne stabilité thermique, ainsi qu'une force de cohésion élevée, une aptitude à la pulvérisation et une excellente adhérence à l'élastomère hydrogéné (saturé).
  • Le SEBS (copolymère styrène-éthylène/butylène-styrène) a une résistance élevée, une résistance à l'ozone et aux ultraviolets, une bonne stabilité thermique et une résistance aux températures élevées, et est facile à traiter.

Le TPS est un copolymère séquencé de butadiène ou d'isoprène et de styrène, et ses performances sont les plus proches de celles du caoutchouc SBR. À l'heure actuelle, la production mondiale de TPS atteint plus de 700 000 tonnes, soit environ la moitié de l'ensemble des TPE. La variété représentative est le copolymère bloc styrène-butadiène-styrène (SBS), largement utilisé dans l'industrie de la chaussure et qui a principalement remplacé le caoutchouc.

Par conséquent, il est souvent utilisé pour créer des produits qui nécessitent à la fois douceur et rigidité, ce qui les rend idéaux pour des applications telles que les poignées, les joints, les joints, les poignées et d'autres composants où un équilibre entre flexibilité et intégrité structurelle est essentiel.

TPS

Comment sont fabriqués les élastomères thermoplastiques styréniques ?

Le TPES est disponible en trois types : copeaux, poudre et granulés, et peut être traité sur des équipements d'extrusion, de moulage par soufflage, de moulage par injection et autres couramment utilisés. Comme ils ne nécessitent pas de vulcanisation, l’investissement initial en équipement est assez faible. Le moulage par injection de TPE styrénique présente l'avantage d'un temps de cycle court. Comparé au caoutchouc, son processus de production est plus court et son coût est inférieur.

Le coût du moule (qui ne nécessite pas un grand nombre d’empreintes) est également bien inférieur à celui du traitement du caoutchouc. En termes de transformation, le TPES styrénique, comme les autres matériaux thermoplastiques, peut également être recyclé.

Contrairement au TPA, au TPC et au TPU, les matériaux TPS ne sont pas produits par des méthodes basées sur des réacteurs. Au lieu de cela, le TPS est créé via un processus de mélange, dans lequel diverses matières premières sont fondues et homogénéisées à l'aide de systèmes d'extrudeuse. Dans le cas du TPS, différents polymères SBC (Styrenic Block Copolymer) sont mélangés à des thermoplastiques. Ce mélange méticuleux du composant thermoplastique avec le composant souple SBC génère les propriétés caractéristiques du TPS, lui permettant d'être ensuite traité par moulage par injection ou extrusion. Les propriétés du composé sont déterminées par la sélection des composants, leurs rapports de mélange et l'inclusion d'autres éléments tels que des charges, des huiles de traitement et des additifs.

Le processus de mélange et de composition des polymères SBC avec d’autres matériaux polymères et additifs offre aux fabricants des possibilités presque illimitées. Les formulations peuvent être adaptées pour répondre aux exigences spécifiques des matières premières et aux ratios souhaités. De plus, cette polyvalence peut être étendue en incorporant des additifs et des charges spécialisés, permettant aux mélanges de polymères résultants de présenter des propriétés telles que la conductivité électrique ou le caractère ignifuge. Le TPES peut également être mélangé à de la polyoléfine via un copolymère bloc styrène/éthylène-butadiène/styrène pour améliorer la température de service et la résistance aux solvants.

Il est important de noter que le processus de production lui-même, ainsi que les conditions appliquées, influencent considérablement les propriétés et les performances des matériaux TPS.

Modèles d'extrudeuses recommandés

Étant donné que les élastomères SEBS ont généralement une viscosité élevée et sont difficiles à traiter et à façonner directement, le SEBS est généralement mélangé avec de l'huile plastifiante, une résine de renforcement, un compatibilisant, des additifs fonctionnels et un compatibilisant en utilisant un extrudeuse à double vis ou une extrudeuse à trois vis. Les agents, etc. sont mélangés, modifiés et granulés pour préparer des matériaux élastomères thermoplastiques (TPS).

Cowin fournit une extrudeuse avancée pour la composition TPE/SBS(TPS)/TPU/TPR/TPV. Voici nos modèles d’extrudeuses recommandés.

Extrudeuse à double vis pour TPS

Extrudeuses bivis sont essentiels pour obtenir précision et cohérence dans l’extrusion de styrène thermoplastique (TPS) dans le traitement des thermoplastiques.

La série d'extrusions à double vis de COWIN EXTRUSION comprend : des extrudeuses à double vis co-rotatives, des extrudeuses à double vis co-rotatives à couple élevé, des extrudeuses co-rotatives à couple ultra élevé extrudeuses à double vis, etc. Voici les modèles d'extrudeuses bi-vis que nous recommandons pour le TPS :

Extrudeuse à double vis CHT-B

ModèleDiamètre (mm)L/DVitesse (tr/min)Puissance (kw)Sortie (kg/h)
CHT52-B51.424-80~600~55~300
CHT65-B62.424-80~600~90~450
CHT75-B7124-80~600~132~700
CHT85-B8124-80~600~250~1200
CHT95-B9324-80~600~315~1800
Extrudeuse à double vis série CHT-B

Extrudeuse à double vis à couple élevé CHT-D

ModèleDiamètre (mm)L/DVitesse (tr/min)Puissance (kw)Sortie (kg/h)
CHT52-D51.424-80~800~110~450
CHT65-D62.424-80~800~160~900
CHT75-D7124-80~800~250~1500
CHT85-D8124-80~800~315~1800
CHT95-D9324-80~800~550~2800
CHT110-D11024-80~800~600~3200
Extrudeuse à double vis série CHT-D

Extrudeuse à double vis à couple élevé CHT-MAX

ModèleDiamètre (mm)L/DVitesse (tr/min)Puissance (kw)Sortie (kg/h)
CHT52-MAX51.420-80~1000~160~700
CHT65-MAX62.420-80~1000~250~1500
CHT75-MAX7120-80~1000~355~2000
CHT85-MAX8120-80~1000~400~2500
CHT95-MAX9320-80~1000~600~3500
CHT120-MAX12220-80~1000~700~5000
CHT135-MAX13320-80~600~800~6000
CHT160-MAX15820-80~600~1200~10000
Extrudeuse à double vis série CHT-Max

Comparé à Extrudeuses triple vis, Les extrudeuses à double vis présentent les avantages suivants :

  1. Simplicité et rentabilité : les extrudeuses à double vis sont généralement de conception plus simple et plus faciles à utiliser et à entretenir que leurs homologues à triple vis. Cette simplicité se traduit souvent par des économies de coûts, tant en termes d'investissement initial que de maintenance continue.
  2. Une plus grande flexibilité : les extrudeuses à double vis peuvent être adaptées à une large gamme de formulations TPS et de conditions de traitement. Ils offrent une plus grande flexibilité dans l'ajustement des configurations de vis et des paramètres de fonctionnement, ce qui les rend adaptés à diverses applications TPS.
  3. Contrôle précis de la température : les extrudeuses à double vis offrent généralement un meilleur contrôle des profils de température à l'intérieur du fût grâce à leur conception compacte. Ce contrôle précis est crucial pour maintenir les propriétés souhaitées des matériaux TPS, notamment dans les applications sensibles à la chaleur.

Extrudeuse triple vis pour TPS

Extrudeuses triple vis présentent des avantages évidents en termes de précision et d'efficacité dans l'extrusion de styrène thermoplastique (TPS)

Non.ModèleVitesse (tr/min)Diamètre (mm)L/DPuissance (kw)Sortie (kg/h)
1MSE-52~60051.424-80~110~1200
2MSE-65~60062.424-80~160~1500
3MSE-75~6007124-80~250~3200
Extrudeuse triple vis pour TPS

Comparé à l'extrudeuse à double vis traditionnelle, le extrudeuse triple vis non seulement conserve de nombreuses excellentes propriétés de l’extrudeuse à double vis, mais présente également les caractéristiques suivantes :            

  1. Meilleur effet de plastification et de mélange : la disposition des triples vis assure un excellent effet autonettoyant. Par rapport à l'extrudeuse à double vis traditionnelle, la zone de maillage de la vis a doublé, améliorant considérablement l'effet de mélange de la vis. Dans de nombreuses conditions de travail, il peut remplacer le mélangeur interne traditionnel et l'extrudeuse monovis alternative.
  2. Le rapport longueur-diamètre de la vis est plus court, le temps de séjour et de mélange du matériau est plus long.            
  3. Rendement plus élevé : le rendement de l’extrudeuse triple vis est de plus de 50% supérieur à celui de la même extrudeuse double vis.            
  4. Plus d'économie d'énergie : l'extrudeuse à trois vis permet d'économiser de l'énergie 20% – 40% par rapport à l'extrudeuse à double vis traditionnelle.  

Application du TPS

Les applications spécialisées du TPES styrénique se répartissent en plusieurs catégories importantes :

Chaussure

Le TPES est largement utilisé dans l'industrie de la chaussure, principalement pour la production de semelles moulées par injection et de semelles combinées (une structure simple combinée de talon et de semelle) pour chaussures ordinaires et chaussures de sport. Ces matériaux confèrent à la chaussure traction, flexibilité à basse température, résistance à la fatigue et à l'abrasion.

Fils et câbles

Le TPES est également largement utilisé comme matériau d’isolation et de gainage pour les fils et câbles. Ils ont également une bonne résilience et une flexibilité à basse température, comparable au PE réticulé, au caoutchouc vulcanisé et au PVC. Ils sont également compétitifs dans les fils de circuits principaux automobiles, les fils d'équipement, les cordes souples, les câbles de compresseur et les câbles de remorque. . Le TPES styrénique possède également d'autres propriétés importantes lorsqu'il est utilisé dans les fils et les câbles, notamment la solidité, la résistance à l'usure, la résistance à l'écrasement, la résistance aux chocs, la protection contre l'incendie, la stabilité thermique, les propriétés diélectriques, etc. La plupart des constructions de fils et de câbles sont conformes aux normes UL, Society of Automotive. Engineers (SAE) et autres normes majeures de l’industrie.

Pièces automobiles

Le remplacement des pièces en caoutchouc et en métal des voitures par des pièces légères en TPE peut réduire les coûts de fabrication et améliorer le rendement énergétique des véhicules tout en maintenant les performances. Les meilleurs matériaux pour ces applications sont les copolymères blocs styréniques, car les applications sous le capot nécessitent des températures de fonctionnement plus élevées, des propriétés de flexion à basse température et une résistance à l'ozone. La résistance à la traction de certaines qualités requises à des fins spéciales atteint 24,1 MPa et peut être utilisée pour fabriquer des conduits de chauffage et de climatisation. Joints, joints, etc. Les pièces à décorer peuvent également être peintes et estampées à chaud.

Applications biomédicales

Les performances supérieures des dispositifs médicaux fabriqués à partir de TPES styrénique dépassent celles des produits en caoutchouc car ils ne contiennent pas de résidus comme la vulcanisation du caoutchouc. Les méthodes efficaces pour stériliser ces produits comprennent l'oxyde d'éthylène, le rayonnement et la vapeur. Les copolymères blocs styréniques modifiés par polysiloxane ont été largement utilisés comme matériaux pour la fabrication de dispositifs médicaux. Ces derniers matériaux ont amélioré la déformation résiduelle en traction et la transparence. Et c'est du caoutchouc de silicone. Une alternative utile au PVC, TPU, TPO et autres produits TPES styréniques utilisés dans l'industrie des dispositifs médicaux. Les matériaux TPE styréniques formulés pour un usage biomédical possèdent un large éventail de propriétés, notamment une excellente biocompatibilité, une plage de dureté variable, une bonne résilience, une faible déformation résiduelle en traction et déformation résiduelle en compression, ainsi qu'une stabilité en température. Ces matériaux sont utilisés comme implants urinaires, tubes médicaux. Fiches et films médicaux, tubes, scellés médicaux, joints et diaphragmes, etc.

En conclusion, le choix entre une extrudeuse double vis et une extrudeuse triple vis pour le traitement TPS dépend de vos besoins spécifiques. Les extrudeuses à double vis offrent simplicité, flexibilité et rentabilité, ce qui les rend adaptées à une large gamme d'applications TPS. D’un autre côté, les extrudeuses à triple vis excellent dans les formulations spécialisées et la production en grand volume.

En fin de compte, l’extrudeuse idéale dépend de vos exigences de production. Les deux options ont leurs points forts, et le succès réside dans l’optimisation de l’extrudeuse que vous avez choisie pour obtenir les meilleurs résultats d’extrusion TPS.

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