Os elastômeros termoplásticos ( TPE ) são uma família de copolímeros (frequentemente blocos) ou polímeros de misturas mecânicas (misturas "polímero-polímero", muitas vezes um termoplástico polimérico e um elastômero ) cujos membros combinam as propriedades elastômeros elásticos e termoplásticos de caráter (eles fundem e endurecem , reversivelmente, sob a ação do calor).
Esta última característica facilita a moldagem , o que permite ao processador usar processos de modelagem de polímeros termoplásticos ( injeção , extrusão , moldagem por sopro ou sobremoldagem ). Essa propriedade lhes dá outra vantagem: eles são mais facilmente recicláveis do que outros elastômeros.
Eles também são mais facilmente coloridos.
A gama de durezas disponível para estes materiais é muito grande, o que permite muitas aplicações possíveis (grande versatilidade). Na verdade, as durezas Shore dos TPEs podem variar de 0 Shore A (aspecto de gel) a 70 Shore D (aspecto extremamente rígido).
Sua resistência à temperatura é, entretanto, limitada.
Os elastômeros da família dos estirênicos representam a maioria dos elastômeros termoplásticos. Uma característica dos elastômeros estirênicos é a variedade de suas aplicações (esportes e lazer, embalagens , saúde, construção , etc. ).
Existe uma grande variedade de TPE. Eles se enquadram em duas famílias principais (exemplos de produtos e nomes comerciais são indicados):
TPE | Segmento rígido | Segmento macio | Exemplos de aplicações | Exemplos de produtos comerciais |
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TPE-U ou TPU: Poliuretano TPE | Blocos de isocianato | Blocos de éter , éster , etc. | Automotivo, esportes de alta qualidade ( botas de esqui ) | Estane ( BF Goodrich ), apresentado ao mercado em 1961 e Desmopan, Texin, Utechllan ( Bayer ) |
TPE-S ou TPS: TPE estirênico | Blocos de estireno ( T v ~ 95 ° C ) |
Veja a tabela a seguir | Calçado (esqui, desporto), adesivos termofusíveis , lonas impermeabilizantes para telhados, dispositivos médicos | Thermolast K, Cawiton |
TPE-E ou TPC: copoliéster termoplástico: COPE (copolímero em bloco de éter-éster) | Blocos de poliéster (T v ~ 200 ° C ) | Blocos de poliéter (T v ~ −50 ° C ) | Automotivo (fole de transmissão), esportes de ponta (botas de esqui), mangueiras de alta pressão | Hytrel ( DuPont ) |
TPE-A ou TPA: copoliamida termoplástico: PEBA (ether- amida copolero de bloco ) | Blocos de poliamida | Blocos de poliéter (T v ~ −50 ° C ) | Artigos esportivos (botas de esqui), mangueiras, correias de transmissão | Pebax ( Arkema ) |
TPA, TPC, TPO, TPS, TPU e TPV são os símbolos dados pela norma internacional ISO 18064. Outros TPEs não classificados são apresentados pelo símbolo TPZ.
Em termos de consumo, considera-se que os elastômeros da família dos estirênicos ocupam cerca de metade do mercado de elastômeros termoplásticos. TPS pertence à família dos polímeros estirênicos
A estrutura tribloco (ABA) desses copolímeros, a mais comum (em oposição à estrutura dibloco AB), pode ser esquematizada por:
( unidade de estireno) m - (unidade de elastômero) n - (unidade de estireno) q .Os blocos terminais (correntes) são termoplásticos. O bloco intermediário elastomérico pode ser insaturado , saturado ou funcionalizado.
Forma | Copolímero | Produtos comerciais | Segmento macio | Resistência à temperatura | Formulários |
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Insaturado | SBS: poliestireno-b-polibutadieno-b-poliestireno | Polibutadienos (T v ~ −80 ° C ) | Moderadamente baixo | O tipo mais comum e um dos mais baratos | |
SIS: poliestireno-b- poliisopreno -b-poliestireno | Marca Hybrar (Kuraray) | Poliisopreno (T v ~ −55 ° C ) | Baixo | ||
Saturado | SEBS: poliestireno-b-poli ( etileno - butileno ) -b-poliestireno | Kraton G (Shell Chemicals) | Polietileno-buteno (T v ~ −50 ° C ) | Excelente | Caneta, cabo de ferramenta, óculos, brinquedo |
SEPS: poliestireno-b-poli (etileno- propileno ) -b-poliestireno | Polietileno-propileno (T v ~ −50 ° C ) | Excelente | |||
SEEPS: poliestireno-b-poli (etileno-etileno / propileno) -b-poliestireno | Poli (etileno-etileno / propileno) | ||||
Funcionalizado | MBS: grupos polares ao longo do bloco de elastômero do meio |
No SEBS, a estrutura saturada da poliolefina de etileno / butileno oferece excelentes características de envelhecimento climático: resistência à luz (raios UV ), oxigênio , ozônio e calor ( −40 a 120 ° C ); material agradável ao toque, para contato com a pele.
TPS são usados sem vulcanização. Eles podem ser implementados por processos convencionais usados para polímeros termoplásticos ( injeção, etc.). De fato, na presença de calor, sob o efeito da agitação térmica , as macromoléculas termoplásticas são capazes de se mover, o material pode amolecer e fluir, o que permite sua conformação. Após o resfriamento, o material recupera sua resistência e propriedades elastoméricas. Essas características tornam o TPS adequado para a formulação de adesivos ou selantes de fusão a quente ou extrudáveis .
Dependendo do agente de acoplamento usado durante a polimerização , a estrutura molecular pode ser linear ( graus lineares disponíveis) ou ramificada (graus ramificados ). É binária ( difásica ): as propriedades elásticas devem-se à tendência dos blocos se separarem devido à sua incompatibilidade recíproca no estado sólido, justapondo uma estrutura flexível e resiliente ( matriz elastomérica) e uma estrutura rígida (domínio termoplástico)) . A estrutura fisicamente reticulada do TPS não permite a coalescência do ambiente.
A TPS encontrou campos de aplicação muito variados: utilização em grandes quantidades na indústria do calçado (solas, parte superior das botas , etc. ), como composto em artigos moldados e produtos médicos, em associação com betumes para a produção de revestimentos , construção de estradas, fabricação de polímeros resistente ao impacto , de adesivos [do tipo sensível à pressão (etiquetas, fitas , etc. ) ou para montagem].