Elastómero Termoplástico (TPE)

Descripción de productos de elastómeros termoplásticos (TPE/TPR)

Los elastómeros termoplásticos (TPE/TPR), también conocidos como caucho sintético o caucho artificial, combinan las excelentes propiedades del caucho vulcanizado reticulado tradicional —como alta elasticidad, resistencia al envejecimiento y resistencia al aceite— con la facilidad de procesamiento y las versátiles características de moldeo de los plásticos convencionales.

Los TPE/TPR son materiales elastoméricos que presentan elasticidad similar al caucho a temperatura ambiente y pueden ablandarse y moldearse bajo calor. Su estructura consiste en segmentos de resina y caucho unidos químicamente. Los segmentos de resina forman puntos de reticulación física mediante interacciones intermoleculares, mientras que los segmentos de caucho proporcionan alta elasticidad.

Estos enlaces cruzados físicos son reversibles con los cambios de temperatura, lo que permite un comportamiento de procesamiento termoplástico. Como resultado, los materiales TPE combinan las propiedades mecánicas y físicas del caucho vulcanizado con las ventajas de procesamiento de los termoplásticos, convirtiéndolos en una nueva clase de materiales poliméricos situados entre el caucho y la resina, a menudo denominados 'caucho de tercera generación'.

Ventajas de los Elastómeros Termoplásticos (TPE/TPR)

(1) Se pueden procesar utilizando equipos de moldeo termoplástico estándar, incluidos moldeo por inyección, extrusión, moldeo por soplado, moldeo por compresión y moldeo por transferencia.

(2) También se pueden vulcanizar utilizando máquinas de moldeo por inyección de caucho, reduciendo significativamente el tiempo de procesamiento de aproximadamente 20 minutos a menos de 1 minuto.

(3) También es posible la vulcanización por extrusión, ofreciendo alta eficiencia de extrusión y tiempo de curado corto.

(4) Los residuos de producción, como rebabas y caucho de desecho, se pueden reciclar y reutilizar directamente.

(5) Los productos terminados de TPE son fáciles de reciclar, lo que ayuda a reducir la contaminación ambiental y mejorar la utilización de recursos.

(6) No se requiere proceso de vulcanización, lo que resulta en ahorro de energía. Por ejemplo, el consumo de energía para la producción de mangueras de alta presión es de 188 MJ/kg para el caucho en comparación con 144 MJ/kg para el TPE, logrando un ahorro de energía superior al 25%.

(7) Los materiales TPE tienen fuertes propiedades de auto-reforzamiento, simplificando las formulaciones, reduciendo el impacto de los aditivos en el rendimiento del polímero y mejorando el control de calidad.

(8) El TPE ha abierto nuevas vías de desarrollo para la industria del caucho y ha ampliado el ámbito de aplicación de los productos de caucho.

Tipos comunes y propiedades de los elastómeros termoplásticos

1. TPE a base de estireno (TPS):Los TPE a base de estireno son copolímeros en bloque de butadieno o isopreno y estireno. Sus propiedades son las más cercanas al caucho SBR. Se encuentran entre los elastómeros termoplásticos sintetizados químicamente más antiguos estudiados y se utilizan ampliamente en la industria del calzado, reemplazando en gran medida al caucho. Sus aplicaciones en productos de caucho industrial, como láminas de caucho y telas de caucho, también están en expansión. El SBS también se utiliza ampliamente como modificador de impacto para plásticos PS y es un excelente modificador para pavimentos asfálticos, mejorando la resistencia al desgaste, la resistencia a las grietas, la resistencia al ablandamiento y la resistencia al deslizamiento. Los plásticos PS modificados con SBS no solo tienen una resistencia al impacto significativamente mejorada, similar al caucho, sino que también presentan una excelente transparencia.

2. TPE a base de olefinas (TPO): Los TPE a base de olefinas son mezclas de PP como segmento duro y EPDM como segmento blando. Debido a su baja densidad específica (solo 0.88), alta resistencia al calor hasta 100 °C y buena resistencia a la intemperie y al ozono, se han convertido en otro tipo de TPE de rápido desarrollo. Se utiliza ampliamente en automóviles como engranajes, bastidores, revestimientos de cables de encendido, mangueras resistentes al aceite, conductos de aire y tiras de sellado brillantes resistentes a grietas para edificios de gran altura. También está presente en los campos de cables y alambres, alimentos y medicina.

3. TPE a base de dienos:Los TPE a base de dienos son principalmente isómeros del caucho natural, por lo que también se conocen como caucho natural trans-termoplástico (1-NR). Sin embargo, debido a su estado termoplástico y fuerte cristalinidad, su suministro es limitado y sus aplicaciones no se han expandido significativamente durante mucho tiempo.

4.TPE a base de cloruro de vinilo:Los TPE a base de cloruro de vinilo se dividen en dos categorías principales: PVC termoplástico y CPE termoplástico. El primero se denomina TPVC y el segundo TCPE. El TPVC es principalmente un modificador elástico del PVC, y se subdivide en polimerización química y mezcla mecánica. Este tipo de TPVC puede considerarse un PVC modificado y un sustituto del caucho, utilizado principalmente para fabricar mangueras, láminas, telas y algunas piezas de caucho. Actualmente, más del 70% se consume en el ámbito automotriz, como en volantes de automóviles y escobillas limpiaparabrisas. Otras aplicaciones incluyen cables eléctricos (aproximadamente el 75%) y películas impermeabilizantes para la construcción (aproximadamente el 10%). En los últimos años, su aplicación se ha expandido a electrodomésticos, jardinería, industria y ropa de trabajo cotidiana, incluidos los impermeables.

5. TPE a base de poliuretano:Los TPE a base de poliuretano son cauchos de poliuretano termoplástico, a menudo abreviados como TPU, compuestos por segmentos duros entrelazados de uretano que reaccionan con isocianatos y segmentos blandos de poliéster o poliéter. El TPU posee una excelente resistencia mecánica, resistencia a la abrasión, resistencia al aceite y resistencia a la flexión, siendo su resistencia a la abrasión particularmente destacada. Se utiliza principalmente en la fabricación de equipos deportivos como botas de esquí y botas de senderismo, y también se usa ampliamente en la producción de diversos zapatos deportivos y zapatos de senderismo, lo que resulta en un consumo sustancial. El TPU también se puede utilizar para producir piezas automotrices, mecánicas y de relojería mediante moldeo por inyección y extrusión, y se emplea extensamente en mangueras de alta presión (caucho exterior), mangueras de caucho puro, láminas, correas de transmisión, cintas transportadoras, cables y alambres, y telas engomadas.