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Explore os elastômeros TPS: o que são, fabricação, modificação, granulação e aplicações

O que é TPS?

Os polímeros são classificados em quatro categorias com base no seu comportamento e resposta à temperatura e ao estresse: Termoplásticos, Elastômeros, Resinas Termoendurecíveis e Elastômeros Termoplásticos (TPEs).

Os elastômeros termoplásticos (TPEs) são uma classe de materiais que combinam propriedades de plásticos e elastômeros (materiais semelhantes à borracha). Eles podem ser moldados e moldados como plásticos, ao mesmo tempo que mantêm a elasticidade e a flexibilidade como a borracha.

Elastômeros Termoplásticos Estirênicos, frequentemente abreviado como TPE-S ou TPS. TPS refere-se especificamente a um subconjunto de TPEs baseados em polímeros estirênicos. É processado a partir de PS como material de base, incluindo SBS, SIS, SEBS, SEPS, etc. Em algumas partes da Ásia, as misturas de elastômeros estirênicos também são chamadas de TPR.

  • SBS (copolímero de estireno-butadieno-estireno) possui alta resistência e é fácil de processar.
  • SIS (copolímero de estireno-isopreno-estireno) possui boa estabilidade térmica, bem como alta resistência coesiva, capacidade de pulverização e excelente adesão de elastômero hidrogenado (saturado).
  • SEBS (copolímero de estireno-etileno / butileno-estireno) possui alta resistência, resistência ao ozônio e ultravioleta, boa estabilidade térmica e resistência a altas temperaturas e é fácil de processar.

O TPS é um copolímero em bloco de butadieno ou isopreno e estireno, e seu desempenho é mais próximo do da borracha SBR. Atualmente, a produção mundial de TPS atingiu mais de 700.000 toneladas, representando cerca de metade de todo o TPE. A variedade representativa é o copolímero em bloco de estireno-butadieno-estireno (SBS), que é amplamente utilizado na indústria calçadista e substituiu principalmente a borracha.

Portanto, é frequentemente usado para criar produtos que exigem suavidade e rigidez, tornando-os ideais para aplicações como punhos, vedações, gaxetas, alças e outros componentes onde o equilíbrio entre flexibilidade e integridade estrutural é essencial.

TPS

Como são fabricados os Elastômeros Termoplásticos Estireno?

O TPES está disponível em três tipos: chip, pó e granulado, e pode ser processado em extrusão, moldagem por sopro, moldagem por injeção e outros equipamentos comumente usados. Por não necessitarem de vulcanização, o investimento inicial em equipamentos é bastante baixo. A moldagem por injeção de estirênico TPE tem a vantagem de um tempo de ciclo curto. Comparado com a borracha, seu processo de produção é mais curto e o custo é menor.

O custo do molde (que não necessita de grande número de cavidades) também é bem menor se comparado ao processamento da borracha. Em termos de processamento, o TPES estirênico, assim como outros materiais termoplásticos, também pode ser reciclado.

Ao contrário do TPA, TPC e TPU, os materiais TPS não são produzidos através de métodos baseados em reatores. Em vez disso, o TPS é criado através de um processo de composição, onde várias matérias-primas são derretidas e homogeneizadas utilizando sistemas de extrusão. No caso do TPS, diferentes polímeros SBC (Styrenic Block Copolymer) são misturados com termoplásticos. Esta mistura meticulosa do componente termoplástico com o componente macio SBC gera as propriedades características do TPS, permitindo que seja posteriormente processado através de moldagem por injeção ou extrusão. As propriedades do composto são determinadas pela seleção dos componentes, suas proporções de mistura e a inclusão de outros elementos como cargas, óleos de processo e aditivos.

O processo de mistura e composição de polímeros SBC com outros materiais poliméricos e aditivos oferece aos fabricantes possibilidades quase ilimitadas. As formulações podem ser adaptadas para atender aos requisitos específicos de matéria-prima e às proporções desejadas. Além disso, esta versatilidade pode ser expandida através da incorporação de aditivos e cargas especializadas, permitindo que as misturas de polímeros resultantes exibam propriedades como condutividade elétrica ou retardamento de chama. O TPES também pode ser misturado com poliolefina por meio de copolímero em bloco de estireno/etileno-butadieno/estireno para melhorar a temperatura de serviço e a resistência a solventes.

É importante notar que o próprio processo de produção, bem como as condições aplicadas, influenciam significativamente as propriedades e o desempenho dos materiais TPS.

Modelos de extrusora recomendados

Como os elastômeros SEBS geralmente têm alta viscosidade e são difíceis de processar e moldar diretamente, o SEBS geralmente é misturado com óleo plastificante, resina de reforço, compatibilizante, aditivos funcionais e compatibilizante usando um extrusora de parafuso duplo ou uma extrusora de três parafusos. Agentes, etc. são misturados, modificados e granulados para preparar materiais elastômeros termoplásticos (TPS).

Cowin fornece extrusora avançada para composição TPE/SBS(TPS)/TPU/TPR/TPV. A seguir estão nossos modelos de extrusora recomendados.

Extrusora de parafuso duplo para TPS

Extrusoras de rosca dupla são essenciais para alcançar precisão e consistência na extrusão de estireno termoplástico (TPS) no processamento de termoplásticos.

A série de extrusão de parafuso duplo da COWIN EXTRUSION inclui: extrusoras de parafuso duplo co-rotativas, extrusoras de parafuso duplo co-rotativas de alto torque, co-rotativas de torque ultra-alto extrusoras de duplo parafuso, etc. A seguir estão os modelos de extrusora de rosca dupla que recomendamos para TPS:

Extrusora de parafuso duplo CHT-B

ModeloDiâmetro (mm)L/DVelocidade (rpm)Potência (kw)Produção (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
Extrusora de parafuso duplo série CHT-B

Extrusora de parafuso duplo de alto torque CHT-D

ModeloDiâmetro (mm)L/DVelocidade (rpm)Potência (kw)Produção (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
Extrusora de parafuso duplo série CHT-D

Extrusora de parafuso duplo de alto torque CHT-MAX

ModeloDiâmetro (mm)L/DVelocidade (rpm)Potência (kw)Produção (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
Extrusora de parafuso duplo série CHT-Max

Comparado com Extrusoras de parafuso triplo, As extrusoras de parafuso duplo têm as seguintes vantagens:

  1. Simplicidade e custo-benefício: As extrusoras de rosca dupla são geralmente mais simples em design e mais fáceis de operar e manter em comparação com suas contrapartes de rosca tripla. Esta simplicidade traduz-se muitas vezes em poupanças de custos, tanto em termos de investimento inicial como de manutenção contínua.
  2. Maior flexibilidade: As extrusoras de rosca dupla podem ser adaptadas a uma ampla gama de formulações de TPS e condições de processamento. Eles oferecem maior flexibilidade no ajuste de configurações de parafusos e parâmetros operacionais, tornando-os adequados para diversas aplicações de TPS.
  3. Controle preciso de temperatura: As extrusoras de rosca dupla normalmente oferecem melhor controle sobre os perfis de temperatura dentro do cilindro devido ao seu design compacto. Este controle preciso é crucial para manter as propriedades desejadas dos materiais TPS, especialmente em aplicações sensíveis ao calor.

Extrusora de parafuso triplo para TPS

Extrusoras de parafuso triplo têm vantagens claras na área de precisão e eficiência na extrusão de estireno termoplástico (TPS)

Não.ModeloVelocidade (rpm)Diâmetro (mm)L/DPotência (kw)Produção (kg/h)
1MSE-52~60051.424-80~110~1200
2MSE-65~60062.424-80~160~1500
3MSE-75~6007124-80~250~3200
Extrusora de parafuso triplo para TPS

Comparado com a extrusora de parafuso duplo tradicional, o extrusora de parafuso triplo não apenas mantém muitas propriedades excelentes da extrusora de rosca dupla, mas também possui as seguintes características:            

  1. Melhor efeito de plastificação e mistura: A disposição do parafuso triplo garante excelente efeito de autolimpeza. Em comparação com a extrusora de rosca dupla tradicional, a área de malha da rosca dobrou, melhorando muito o efeito de mistura da rosca. Em muitas condições de trabalho, ele pode substituir o misturador interno tradicional e a extrusora alternativa de parafuso único.
  2. A relação comprimento-diâmetro do parafuso é menor, o tempo de permanência e mistura do material é maior.            
  3. Maior produção: a produção da extrusora de parafuso triplo é mais de 50% maior do que a da mesma extrusora de parafuso duplo.            
  4. Mais economia de energia: a extrusora de três parafusos economiza energia 20% – 40% do que a extrusora de rosca dupla tradicional.  

Aplicação de TPS

As aplicações especializadas de TPES estirênico se enquadram em diversas categorias importantes:

Calçados

O TPES é amplamente utilizado na indústria calçadista, principalmente para a produção de solas moldadas por injeção e solas combinadas (uma estrutura simples combinada de salto e sola) para calçados comuns e calçados esportivos. Esses materiais proporcionam ao calçado tração, flexibilidade em baixas temperaturas, fadiga e resistência à abrasão.

Fios e cabos

O TPES também é amplamente utilizado como material de isolamento e revestimento para fios e cabos. Eles também têm boa resiliência e flexibilidade a baixas temperaturas, que é comparável ao PE reticulado, borracha vulcanizada e PVC. Eles também são competitivos em fios do circuito principal de automóveis, fios de equipamentos, cabos macios, cabos de superalimentadores e cabos de reboque. . O TPES estirênico também possui outras propriedades importantes quando usado em fios e cabos, incluindo resistência, resistência ao desgaste, resistência ao esmagamento, resistência ao impacto, proteção contra fogo, estabilidade térmica, propriedades dielétricas, etc. Engenheiros (SAE) e outros padrões importantes da indústria.

Autopeças

A substituição de peças de borracha e metal em carros por peças leves de TPE pode reduzir os custos de fabricação e melhorar a eficiência de combustível do veículo, mantendo o desempenho. Os melhores materiais para essas aplicações são os copolímeros em bloco de estirênico porque as aplicações ocultas exigem temperaturas operacionais mais altas, propriedades flexíveis em baixas temperaturas e resistência ao ozônio. A resistência à tração de alguns graus necessários para fins especiais chega a 24,1 MPa, podendo ser utilizada na confecção de dutos de aquecimento e ar condicionado. Juntas, vedações, etc. As peças que precisam ser decoradas também podem ser pintadas e estampadas a quente.

Aplicações biomédicas

O desempenho superior dos dispositivos médicos feitos de TPES estirênico supera o dos produtos de borracha porque não possuem resíduos como a vulcanização da borracha. Métodos eficazes para esterilizar estes produtos incluem óxido de etileno, radiação e vapor. Os copolímeros em bloco de estirênico modificados com polissiloxano têm sido amplamente utilizados como materiais para a fabricação de dispositivos médicos. Esses materiais mais recentes melhoraram a deformação residual de tração e a transparência. E é para borracha de silicone. Uma alternativa útil ao PVC, TPU, TPO e outros produtos estirênicos TPES usados na indústria de dispositivos médicos. Os materiais estirênicos TPE formulados para uso biomédico têm uma ampla gama de propriedades, incluindo excelente biocompatibilidade, faixa de dureza variável, boa resiliência, baixa deformação residual de tração e deformação residual de compressão e estabilidade de temperatura. Esses materiais são usados como implantes urinários, tubos médicos. Folhas e filmes médicos, tubos, selos médicos, juntas e diafragmas, etc.

Concluindo, ao escolher entre uma extrusora de rosca dupla e uma extrusora de rosca tripla para processamento TPS, tudo se resume às suas necessidades específicas. As extrusoras de rosca dupla oferecem simplicidade, flexibilidade e economia, tornando-as adequadas para uma ampla gama de aplicações TPS. Por outro lado, as extrusoras de rosca tripla se destacam em formulações especializadas e produção de alto volume.

Em última análise, a extrusora ideal depende dos seus requisitos de produção. Ambas as opções têm seus pontos fortes e o sucesso reside na otimização da extrusora escolhida para obter os melhores resultados na extrusão TPS.

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