Nowoczesna wtryskownia dla każdej branży
Od projektu do gotowego produktu
Kontynuujemy nasz przegląd najbardziej popularnych tworzyw sztucznych używanych do produkcji w ramach metody wtrysku. Tym razem pod lupę bierzemy TPE i TPU – termoplastyczne syntetyki, z których korzysta wiele branż. Dowiedz się, jakie są ich właściwości oraz cechy charakterystyczne, a także jak wygląda proces wtrysku tworzyw sztucznych z wykorzystaniem właśnie tych materiałów.
TPE (termoplastyczne elastomery) i TPU (termoplastyczny poliuretan) to materiały, które łączą w sobie elastyczność gumy i przetwarzalność tworzyw sztucznych. Czyni je to wyjątkowo wszechstronnymi w przetwórstwie syntetyków. Mimo że ich nazwy brzmią, jakby wyjęto je z probówki laboratorium chemicznego, w rzeczywistości oba te materiały można znaleźć w codziennych przedmiotach – od miękkich uchwytów narzędzi po elastyczne etui na smartfony.
TPE to skrót od termoplastyczne elastomery, czyli grupa tworzyw sztucznych, które mają cechy elastycznej gumy, ale mogą być przetwarzane w taki sam sposób jak tradycyjne termoplasty, na przykład w procesie wtrysku tworzyw sztucznych. To połączenie jest możliwe dzięki ich specyficznej strukturze molekularnej – składają się one z miękkich, gumowatych segmentów (zwykle elastomerowych) oraz twardych, termoplastycznych łańcuchów.
Co ciekawe, TPE można podzielić na różne podgrupy, w zależności od ich składu chemicznego i właściwości. Najpopularniejsze to:
TPU, czyli termoplastyczny poliuretan, to specjalny rodzaj TPE, który wyróżnia się jeszcze większą wytrzymałością mechaniczną oraz odpornością na ścieranie. W przeciwieństwie do innych elastomerów termoplastycznych ma wyjątkowo zwarty i regularny układ łańcuchów polimerowych, co sprawia, że jest bardziej odporny na uszkodzenia mechaniczne i zmęczenie materiału.
Ten materiał jest szczególnie popularny w przetwórstwie tworzyw sztucznych ze względu na swoją elastyczność, a jednocześnie twardość, która może sięgać nawet 98 Shore’a A (czyli tyle, co opona samochodowa). Dzięki temu TPU jest wykorzystywany w produkcji podeszew sportowych butów, folii ochronnych na ekrany czy przewodów hydraulicznych.
Produkcja TPE i TPU opiera się na polimeryzacji – procesie łączenia małych cząsteczek (monomerów) w długie, powtarzalne łańcuchy polimerowe. W przypadku TPE jest to najczęściej połączenie elastomerów z termoplastami w formie mieszaniny lub współpolimerów, co nadaje im wyjątkową elastyczność i łatwość przetwarzania.
Z kolei TPU powstaje przez reakcję polioli z izocyjanianami, często z dodatkiem łańcuchów modyfikujących, które wpływają na jego twardość i elastyczność. Dzięki temu producenci mogą precyzyjnie dostosować właściwości tego materiału do konkretnych zastosowań – od giętkich folii po wyjątkowo wytrzymałe części techniczne.
TPE i TPU to materiały, które łączą w sobie wyjątkową elastyczność z wytrzymałością mechaniczną. Dzięki temu znajdują szerokie zastosowanie w przetwórstwie tworzyw sztucznych. Choć oba te tworzywa są termoplastycznymi elastomerami, różnią się nieco właściwościami. To zaś wpływa na ich konkretne zastosowania w przemyśle. Poniżej omówimy trzy najważniejsze cechy każdego z tych materiałów.
TPE wyróżnia się doskonałą elastycznością, która sprawia, że materiał jest w stanie wielokrotnie się rozciągać i powracać do swojego pierwotnego kształtu. Dzięki tej właściwości surowiec jest często wykorzystywany w produkcji uszczelek, amortyzatorów czy uchwytów narzędzi, gdzie wymagana jest miękkość i komfort użytkowania. To także powód, dla którego TPE jest popularne w przetwórstwie tworzyw, ponieważ można je formować w procesie wtrysku, uzyskując elementy o skomplikowanych kształtach.
Choć TPE jest miękkie i elastyczne, to jednocześnie potrafi być bardzo odporne na ścieranie. Cecha ta sprawia, że jest to materiał idealny do zastosowania wszędzie tam, gdzie występuje intensywne tarcie, jak w uszczelkach technicznych czy elementach odzieży sportowej. W przetwórstwie tworzyw ta właściwość jest kluczowa, ponieważ wpływa na trwałość produktów końcowych, takich jak podeszwy butów czy elementy maszyn przemysłowych.
TPE jest również odporne na działanie wielu chemikaliów, w tym olejów, smarów i rozpuszczalników. Pozwala to na jego stosowanie w środowiskach, gdzie materiały muszą przetrwać kontakt z substancjami agresywnymi. Dzięki temu syntetyk znajduje zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym oraz medycznym, gdzie wymagana jest wysoka odporność na korozję chemiczną.
TPU wyróżnia się wyjątkową wytrzymałością mechaniczną, przewyższającą większość innych termoplastycznych elastomerów. Może osiągać twardość nawet do 98 Shore’a A, co sprawia, że jest stosowany w miejscach, gdzie wymagana jest wysoka odporność na ścieranie, takich jak podeszwy sportowych butów, przewody przemysłowe czy pokrycia ochronne. Dzięki temu wtrysk tworzyw sztucznych z użyciem TPU pozwala na produkcję elementów o dużej trwałości, które zachowują swoje właściwości nawet w trudnych warunkach.
Podobnie jak TPE, syntetyk ten jest odporny na wiele substancji chemicznych, w tym oleje, smary i rozpuszczalniki. Przez to jest idealnym materiałem do zastosowań w przemyśle motoryzacyjnym, medycznym oraz elektronice. Dzięki swojej zwartej strukturze molekularnej TPU nie ulega łatwo degradacji, a to ma znaczenie w przetwórstwie tworzyw sztucznych, gdzie liczy się trwałość i niezawodność materiałów.
TPU charakteryzuje się wyjątkową stabilnością wymiarową, nawet w szerokim zakresie temperatur. W praktyce oznacza to, że elementy wykonane z tego materiału zachowują swoje wymiary i kształt, niezależnie od warunków, w jakich są użytkowane. To ważna cecha w produkcji precyzyjnych elementów technicznych, które muszą spełniać rygorystyczne normy jakościowe.
TPE i TPU to jedne z najbardziej wszechstronnych tworzyw w przetwórstwie tworzyw sztucznych. Dzięki połączeniu elastyczności gumy z przetwarzalnością typową dla tworzyw termoplastycznych, znalazły swoje miejsce w wielu branżach – od motoryzacji po medycynę, elektronikę i sport. Każda z tych dziedzin korzysta z unikalnych właściwości tych materiałów, co czyni je niezastąpionymi w produkcji różnorodnych elementów.
W motoryzacji TPE jest często wykorzystywane do produkcji uszczelek, osłon przegubów, elementów tłumiących oraz kabli. Elastyczność tego materiału oraz jego odporność na działanie olejów i smarów sprawiają, że jest idealnym surowcem do elementów wymagających ciągłego zgniatania, rozciągania i ściskania. Przetwórstwo tworzyw z TPE pozwala na uzyskanie skomplikowanych kształtów, a to z kolei przydaje się w m.in. projektowaniu części silników i układów wydechowych.
Z kolei TPU jest powszechnie stosowane w produkcji przewodów paliwowych, węży hydraulicznych oraz osłon przewodów elektrycznych, gdzie liczy się wysoka odporność na ciśnienie i ścieranie. Dzięki swojej zwartej strukturze molekularnej syntetyk wytrzymuje wysokie ciśnienia robocze (nawet do 400 barów) i jest odporny na działanie paliw oraz płynów hydraulicznych.
Medycyna – higiena i elastyczność
TPE jest popularnym wyborem w medycynie ze względu na swoją biokompatybilność, elastyczność oraz łatwość w utrzymaniu czystości. Wykorzystuje się je do produkcji rurek oddechowych, cewników, uszczelek medycznych oraz elementów protez. Dzięki odporności na sterylizację i wysokie temperatury, elementy wykonane z tego surowca mogą być wielokrotnie dezynfekowane bez utraty swoich właściwości.
TPU, ze względu na swoją odporność na chemikalia i ścieranie, jest często używane do produkcji osłon narzędzi chirurgicznych, rękojeści oraz elementów protez. Jego wysoka wytrzymałość mechaniczna i łatwość formowania w procesie wtrysku tworzyw sztucznych sprawiają, że jest doskonałym materiałem do produkcji precyzyjnych komponentów medycznych.
TPE jest często wykorzystywane w produkcji obudów przewodów elektrycznych, kabli USB oraz wtyczek, gdzie wymagana jest elastyczność oraz odporność na uszkodzenia mechaniczne. Dzięki niskiej twardości i dużej wytrzymałości na ścieranie, elementy wykonane z tego tworzywa dobrze chronią kable przed przetarciami i uszkodzeniami.
Z kolei TPU jest powszechnie stosowane do produkcji etui na smartfony, tabletów oraz innych urządzeń elektronicznych. Jego wysoka odporność na uderzenia, elastyczność i możliwość barwienia na różne kolory sprawiają, że jest idealnym materiałem do produkcji akcesoriów ochronnych, które muszą łączyć estetykę z funkcjonalnością.
TPU jest szeroko stosowane w produkcji podeszew butów sportowych, gdzie liczy się elastyczność, wytrzymałość oraz odporność na ścieranie. Dzięki swoim właściwościom mechanicznym podeszwy z tego syntetyka zapewniają doskonałą amortyzację i przyczepność, a tym samym poprawiają komfort i bezpieczeństwo użytkowników.
Z TPE korzysta się w produkcji mat do ćwiczeń, uchwytów hantli oraz gum oporowych, gdzie niezbędna jest miękkość, elastyczność oraz przyczepność do podłoża. Wtrysk tworzyw sztucznych z tym surowcem pozwala na uzyskanie elementów o skomplikowanych kształtach i różnej twardości.
Wtrysk tworzyw sztucznych z użyciem TPE i TPU to proces, który pozwala na tworzenie wytrzymałych, elastycznych elementów o skomplikowanych kształtach. Mimo że oba te materiały są termoplastycznymi elastomerami, różnią się pod względem właściwości fizycznych, co wpływa na sposób ich przetwarzania.
Zarówno TPE, jak i TPU wymagają starannego suszenia przed rozpoczęciem procesu wtrysku, aby uniknąć wad powierzchniowych oraz osłabienia właściwości mechanicznych. Szczególnie ten drugi materiał jest wrażliwy na wilgoć, co może prowadzić do degradacji jego struktury chemicznej. Zaleca się więc suszenie granulatu TPU w temperaturze 80-110°C przez 2-4 godziny, natomiast TPE często wymaga nieco niższych temperatur, w zakresie 60-80°C.
W przetwórstwie tworzyw sztucznych bardzo ważne jest dobranie odpowiedniego rodzaju surowca, w zależności od wymagań projektu. Na przykład, TPE o większej twardości będzie bardziej odporne na ścieranie, a TPU o wyższej twardości (nawet do 98 Shore’a A) zapewni większą wytrzymałość mechaniczną.
Temperatura uplastyczniania TPU zazwyczaj mieści się w zakresie 180-240°C, podczas gdy TPE może być przetwarzane w niższych temperaturach, od 160 do 230°C, w zależności od konkretnej mieszanki. Ważne jest, aby temperatura była stabilna, aby uniknąć przegrzania materiału, gdyż mogłoby to prowadzić do degradacji i obniżenia jakości powierzchni.
Wtrysk TPU wymaga wyższych ciśnień (zwykle 800-1500 barów). Dzięki temu można uzyskać gładkie, jednorodne powierzchnie oraz precyzyjniejsze detale. TPE, ze względu na swoją większą elastyczność, wymaga nieco niższych ciśnień, zazwyczaj w zakresie 600-1000 barów.
Zbyt szybki wtrysk może prowadzić do powstawania wewnętrznych naprężeń, a zbyt wolny może powodować niedostateczne wypełnienie formy. TPU, ze względu na swoją wyższą lepkość, wymaga nieco wolniejszego wtrysku w porównaniu do TPE. Odpowiednie ustawienie tego parametru minimalizuje ilość odpadów, a także poprawia wydajność całej produkcji.
W przetwórstwie tworzyw sztucznych z TPE i TPU, czas chłodzenia jest jednym z najważniejszych etapów, który wpływa na ostateczne właściwości produktu. Drugi syntetyk wymaga dłuższego ze względu na swoją większą gęstość i wytrzymałość. Z kolei TPE, będące bardziej elastycznym materiałem, szybciej stygnie, co pozwala na skrócenie czasu produkcji.
Oba materiały są podatne na deformacje, jeśli wypraski są usuwane zbyt szybko lub pod nieodpowiednim kątem. Aby uniknąć uszkodzeń, formy wtryskowe powinny być dobrze zaprojektowane, z uwzględnieniem odpowiednich kątów demontażu i systemów chłodzenia.
Po wtrysku tworzyw sztucznych z TPE i TPU, elementy są często poddawane testom wytrzymałościowym, takim jak próby rozciągania, ścierania czy odporności chemicznej, aby upewnić się, że spełniają wymagania projektowe.
W przypadku bardziej skomplikowanych elementów konieczne może być usunięcie nadmiaru materiału lub dodatkowe wykończenie powierzchni, aby uzyskać pożądany wygląd i właściwości.
Zainwestuj w elementy z tworzyw sztucznych wykonane ze sprawdzonych materiałów! W Good Molding stawiamy na najwyższej jakości surowce, których używamy w ramach technologii wtrysku. W ten sposób jesteśmy w stanie wytwarzać praktycznie dowolne wyrobu o konkretnych parametrach technicznych, właściwościach, rozmiarach i kolorze. Sprawdź naszą ofertę i skontaktuj się z naszymi specjalistami już dziś!
Powiększ
Ta strona korzysta z plików cookie, aby poprawić wrażenia podczas przeglądania witryny. Część plików cookies, które są sklasyfikowane jako niezbędne, są przechowywane w przeglądarce, ponieważ są konieczne do działania podstawowych funkcji witryny.
Używamy również plików cookies stron trzecich, które pomagają nam analizować i zrozumieć, w jaki sposób korzystasz z tej witryny. Te pliki cookies będą przechowywane w przeglądarce tylko za Twoją zgodą. Możesz również z nich zrezygnować, ale rezygnacja z niektórych z tych plików może mieć wpływ na wygodę przeglądania.
Klikając „Przejdź do serwisu” udzielasz zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych dotyczących Twojej aktywności na naszej stronie. Dane są zbierane w celach zgodnych z naszą polityką prywatności oraz polityką cookies. Zgoda jest dobrowolna. Możesz jej odmówić lub ograniczyć jej zakres klikając w "Preferencje cookies".
W każdej chwili możesz modyfikować udzielone zgody w zakładce: informacje i regulaminy — zresetuj ustawienia cookies.
Dane są zbierane w celach zgodnych z naszą polityką prywatności. Zgoda jest dobrowolna. Możesz jej odmówić lub ograniczyć jej zakres.
Przyczyniają się do użyteczności strony poprzez umożliwianie podstawowych funkcji takich jak nawigacja na stronie i dostęp do bezpiecznych obszarów strony internetowej. Strona internetowa nie może funkcjonować poprawnie bez tych ciasteczek.
Umożliwiają Serwisowi zapamiętanie informacji, które zmieniają wygląd lub funkcjonowanie Serwisu, np. preferowany język lub region w którym znajduje się Użytkownik.
Pomagają zrozumieć, w jaki sposób różni Użytkownicy Serwisu zachowują się na stronie, gromadząc i zgłaszając anonimowe informacje.
Marketingowe pliki cookie stosowane są w celu śledzenia użytkowników na stronach internetowych. Ich celem jest wyświetlanie reklam, które są istotne i interesujące dla poszczególnych Użytkowników, a tym samym bardziej cenne dla wydawców, reklamodawców i strony trzecie (np. Google, Facebook).
