Khuynh hướng trong sử dụng vật liệu cao su tiếp xúc thực phẩm

Vấn đề vật liệu cao su tiếp xúc thực phẩm đang thu hút sự chú ý cao do nó ảnh hưởng lớn tới sức khỏe con người. Xu hướng hiện tại là chuyển dần từ việc sử dụng các loại cao su truyền thống sang vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo và cao su tính năng cao.

Vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo tương đối đơn giản khi so sánh với cao su truyền thống, không dùng hệ kết mạng. Điều này có nghĩa rằng chúng chứa ít hóa chất di trú hơn và thực tế không chất nào gây độc hại. Ví dụ, TPE loại copolyester với tính kháng nhiệt độ cao đã được phát triển để thay thế cho cao su silicone tiếp xúc thực phẩm. Một số ứng dụng khác như TPE loại polyurethane được dùng làm găng tay tiếp xúc thực phẩm, TPE loại styrene-block copolymer sạch, tính năng cao đang cạnh tranh với cao su silicone trong sản xuất núm vú cho trẻ em, TPE loại block copolymer SEBS được sử dụng để sản xuất nút tổng hợp dùng trong các chai rượu thay cho nút bần tự nhiên.

Tương tự, cao su lưu hóa nhiệt dẻo (TPV) được sử dụng tăng nhanh trong những năm gần đây. Những vật liệu này khác vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo truyền thống ở chỗ pha cao su được kết mạng tới một mức độ nhất định. Điều này cải thiện đáng kể một số tính chất vật lý và hóa học của TPV so với TPE.

Một xu hướng khác là sử dụng cao su tính năng cao, sạch hơn (như fluorocarbon và halobutyl) cũng được cho là tiếp tục phát triển để thay thế cho cao su diene. Điều này là do áp lực đảm bảo giới hạn an toàn thực phẩm cao hơn và yêu cầu từ các nhà máy sản xuất thực phẩm về thời gian sử dụng sản phẩm cao su lâu hơn. Cụ thể, mặc dù chi phí ban đầu rất cao nhưng điều này có lợi khi xem xét toàn thời gian hoạt động của sản phẩm cao su. Ví dụ, đệm làm kín perfluoroelastomer có thể đắt gấp 1000 lần đệm làm kín EPDM tương tự, nhưng nó sẽ được dùng đủ lâu để bù lại chi phí này trong việc giảm thời gian bảo trì và giảm thời gian sản xuất bị mất do đệm bị hư.

Tham khảo từ tài liệu Food Contact Materials – Rubbers, Silicones, Coatings and Inks, Martin Forrest, iSmithers Rapra Publishing, 2009, trang 117 - 118

(vtp-vlab-caosuviet)

Giới thiệu về vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS)

Vật liệu đàn hồi styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS) có dạng block copolymer. Chúng cũng được sử dụng như chất biến tính cho nhựa nhiệt dẻo hoặc chất nền cho chất kết dính, chất làm kín, vật liệu bao phủ.

Vật liệu đàn hồi SEBS có tính kháng va đập, kháng mài mòn và tính uốn dẻo ở nhiệt độ thấp rất tốt. Nhiệt độ sử dụng thực tế của loại vật liệu này từ -85 tới 105°C. Tính cách điện của SEBS là rất tốt. Mặc dù vật liệu SEBS có tính kháng cháy kém, các thành phần phối trộn khác có thể cải thiện tính kháng cháy của chúng trong các ứng dụng bọc dây cáp, dây điện.

Vật liệu đàn hồi SEBS và các hỗn hợp từ chúng thể hiện tính kháng rất tốt với ozon. Trong các ứng dụng ngoài trời kéo dài, nên thêm các chất hấp thụ tia cực tím để duy trì tốt hơn tính chất của vật liệu. Tính kháng hóa chất của SEBS tương tự với cao su thiên nhiên, kháng tốt với nước, axit, bazơ; các dung môi hydrocarbon hoặc dầu sẽ làm hỏng cao su.

Vật liệu SEBS thường được sử dụng để sản xuất các chi tiết cao su trong ô tô, thể thao. Các ứng dụng khác như vỏ bọc dây điện mềm, dây cáp hàn, dây cáp nối ăc-quy.

Tham khảo từ tài liệu Mechanical and Corrosion-Resistant Properties of Plastics and Elastomers, Philip A. Schweitzer, CRC Press, 2000, trang 321 - 323

(vtp-vlab-caosuviet)

Ép tiêm polyurethane nhiệt dẻo

Các thông số hoạt động như nhiệt độ, thời gian và áp suất ảnh hưởng nhiều đến tính chất của chi tiết TPU tạo thành. Dưới điều kiện gia công, hỗn hợp nóng chảy đồng thể có màu trắng nhạt tới màu be. Nhiệt độ khoang ép khác biệt tùy theo loại TPUs, biến thiên từ 177^oC tới 232^oC. Áp suất tiêm trong khoảng 41 – 103 MPa là phù hợp cho hầu hết chi tiết được làm từ TPUs. Nhiệt độ khuôn tối ưu khác biệt theo bề dày của chi tiết và độ cứng của TPU gia công. Các chi tiết càng dày yêu cầu nhiệt độ khuôn thấp hơn để làm nguội nhựa hiệu quả. Nhiệt độ khuôn từ 10 – 66^oC. Nhiệt độ khuôn chính xác đảm bảo thoát khuôn chi tiết tốt. Tốc độ trục vít từ 20 – 80 rpm, trong đó thích hợp từ 20 – 40 rpm để tạo lực trượt thấp khi gia công TPUs.

Có thể kết dính các chi tiết kim loại bằng thép, nhôm, đồng thau, kẽm với TPU bằng cách đúc khuôn chúng với TPUs. Nhìn chung chỉ cần làm sạch dầu mỡ chi tiết kim loại, phủ chất kết dính lên bề mặt của chúng và gia nhiệt tới 104^oC – 121^oC và đặt vào khuôn. Thông thường, các chất kết dính loại polyurethane hoạt động rất tốt.

Các phần thừa TPU như rãnh rót, đường chạy có thể được nghiền và sử dụng lại. Mặc dù lên tới 100% phần nghiền đã được sử dụng lại thành công nhưng thông thường lượng tối đa là 20% được phối trộn với TPU ban đầu để đảm bảo chất lượng của sản phẩm. Phần TPU nghiền được làm sạch và sấy ở 82^oC – 110^oC trong 1 – 3 giờ, sau đó chúng được trộn đều với TPU ban đầu trước khi gia công tạo thành sản phẩm. Tránh sử dụng lại TPU nghiền khi màu sắc và cơ tính như độ bền va đập, độ chịu tải được yêu cầu nghiêm ngặt.

Tham khảo từ tài liệu Handbook of Thermoplastic Elastomers, Jiri George Drobny, William Andrew, 2007, trang 227 - 228

(vtp-vlab-caosuviet)

Chuẩn bị polyurethane nhiệt dẻo (TPUs) trước khi gia công

Một trong những ưu điểm của TPUs là sự gia công dễ dàng. Chúng có thể được gia công bằng các phương pháp gia công nóng chảy như ép đùn, đúc khuôn tiêm và cán tráng phù hợp với từng loại TPUs riêng. Tuy vậy, cần chuẩn bị tốt nguyên liệu TPUs trước khi gia công.

Polyurethane nhiệt dẻo hấp thụ ẩm trong không khí rất nhanh. Lượng ẩm thu vào và mức ẩm cân bằng của TPU phụ thuộc vào độ ẩm không khí. Vì hàm lượng ẩm tối ưu của vật liệu được gia công phải ít hơn 0.05%, TPU phải được sấy khô. Hàm lượng ẩm quá dư trong vật liệu gia công dẫn đến chất lượng sản phẩm đúc khuôn và ép đùn kém. Trong quá trình ép đùn, quan sát được trên bề mặt sản phẩm có bong bóng, vết gợn sóng. Trong đúc khuôn tiêm, những khuyết tật do ẩm dư là vết phồng, bong bóng, lỗ xốp (bọt) và tính chất vật lý của chi tiết tạo thành kém.

Quy trình sấy khô có thể thực hiện bằng cách cho các hạt TPU lên các khay trong một lò nung có tuần hoàn không khí nóng từ 80-100^oC trong vài giờ. Bề dày tối đa của lớp hạt TPU là 1 inch. Một phương pháp tốt hơn là dùng máy sấy khô có chất hút ẩm không khí sấy. Trong thiết bị sấy khô này, các loại TPU mềm được sấy ở nhiệt độ 82^oC, các loại cứng hơn thì ở 104^oC trong thời gian từ 1-3 giờ. Tránh sấy TPUs quá lâu, để không làm mất màu vật liệu.

Tham khảo từ tài liệu Handbook of Thermoplastic Elastomers, Jiri George Drobny, William Andrew, 2007, trang 223 - 224

(vtp-vlab-caosuviet)

Tính chất hóa lý của polyurethane nhiệt dẻo (TPUs)

Polyurethane nhiệt dẻo có thể được sử dụng từ -40^oC tới 80^oC trong thời gian dài và tới 120^oC cho các ứng dụng trong thời gian ngắn hơn. Nhìn chung, sản phẩm càng cứng thì nhiệt độ dùng thực tế càng cao hơn. Các tính chất cơ học (như tính đàn hồi, độ cứng) phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ do cấu trúc pha của TPUs. TPUs loại ester ổn định nhiệt và kháng oxy hóa tốt hơn rất nhiều so với TPUs loại ether.

Tính kháng hóa chất của TPUs được khái quát như sau. Tính ổn định thủy phân của TPUs phụ thuộc vào thành phần diol, tính kháng thủy phân giảm theo thứ tự sau: polyether > polycaprolactone > polyester. TPUs kháng tốt với xăng và các nhiên liệu dầu mỏ thông thường. Tuy nhiên, những nhiên liệu chứa rượu và aromatic gây ra sự trương nở thuận nghịch cho vật liệu TPUs. Các dung môi không phân cực, như hexane hoặc heptane, thực tế không có tác động lên TPUs. Ngược lại, hydrocarbon clo hóa và hydrocarbon thơm gây ra sự trương nở nghiêm trọng. Loại TPUs polyether trương nở nhiều hơn loại polyester. Các dung môi phân cực (dimethylformamide, tetrahydrofuran, …) hòa tan tốt TPUs. Polyurethane mạch thẳng mềm được hòa tan trong hỗn hợp của methyl ethyl ketone và acetone, dùng làm chất kết dính. Polyurethane mạch thẳng cứng hơn được hòa tan và phủ lên vải sợi, da và các chất nền khác. TPUs nhạy với axit và ba-zơ, thậm chí bị tấn công bởi axit và ba-zơ loãng ở nhiệt độ phòng.

TPUs được tổng hợp từ các isocyanate thơm khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời thì giảm nhanh tính chất cơ học và ngả vàng. Vì vậy, trong các ứng dụng ngoài trời, TPUs được tổng hợp từ diisocyanate no (như HDI hoặc H12-MDI) và thêm các chất ổn định UV.

Tham khảo từ tài liệu Handbook of Thermoplastic Elastomers, Jiri George Drobny, William Andrew, 2007, trang 222 - 223

(vtp-vlab-caosuviet)

Cơ tính của polyurethane nhiệt dẻo (TPUs)

Vật liệu đàn hồi polyurethane nhiệt dẻo có độ bền kéo và độ giãn dài tốt. Ngoài ra, chúng còn kháng rất tốt với sự phát triển vết xé và sự mài mòn. Những tính chất trên phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ và độ cứng.

Hầu hết TPUs thương mại từ diol ester và tính chất cơ học của những loại này là nổi bật hơn so với TPUs loại ether như poly(oxytetramethylene) diol. TPUs loại polyether đắt tiền thích hợp hơn cho những ứng dụng cần tính kháng thủy phân, kháng sự phân hủy bởi vi khuẩn hoặc cải thiện tính uốn dẻo ở nhiệt độ thấp.

Tính chất cơ học của TPUs bị ảnh hưởng mạnh bởi cấu trúc phân pha. Trong quá trình xử lý nhiệt, các pha bị trộn lẫn và sự phân pha xảy ra khi làm nguội, tạo thành sản phẩm. Một vài nghiên cứu cho thấy rằng sự phân pha phụ thuộc vào thời gian. Vì vậy, để sản phẩm đạt được tính chất tối ưu, quá trình kết mạng tiếp tục (postcure) được đề nghị thực hiện sau khi tạo thành sản phẩm. Thông thường, sản phẩm được trữ ở nhiệt độ môi trường trong 2 – 3 tuần. Trong trường hợp cần gấp, thực hiện postcure trong lò không khí nóng tuần hoàn ở 110^oC trong 8 – 16 giờ.

Postcure tốn nhiều thời gian, nhân công, máy móc nên hầu hết các chi tiết sản xuất không trải qua postcure. Postcure được dùng chủ yếu trong các ứng dụng cần cải thiện sự biến dạng dư sau khi nén. Trong một thí nghiệm ép nén, mẫu thí nghiệm bị ép xuống 25% ở 70^oC  trong 22 giờ, giá trị biến dạng dư 60 – 80% khi không postcure và 25 – 50% khi có postcure.

Tham khảo từ tài liệu Handbook of Thermoplastic Elastomers, Jiri George Drobny, William Andrew, 2007, trang 219 - 222

(vtp-vlab-caosuviet)

Vật liệu đàn hồi polyurethane nhiệt dẻo (TPUs)

Vật liệu đàn hồi polyurethane nhiệt dẻo (TPUs) là vật liệu đàn hồi đầu tiên có thể gia công như nhựa nhiệt dẻo. Sự phát triển của chúng đóng góp vào sự phát triển chung của vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo.

Polyurethane được phát hiện lần đầu tiên bởi nhóm nghiên cứu của Otto Bayer, Đức. Những nghiên cứu phát triển sau đó đã cải thiện đáng kể tính năng của vật liệu đàn hồi polyurethane. Chúng gồm 3 thành phần cơ bản: diol có khối lượng phân tử cao (loại polyester hoặc polyether), chất kéo dài chuỗi (nước, diol có khối lượng phân tử thấp) và diisocyanate (naphthalene-1,5-diisocyanate, NDI). Vật liệu đàn hồi polyurethane này không phải là vật liệu nhiệt dẻo vì nhiệt độ nóng chảy của chúng cao hơn nhiệt độ phân hủy liên kết urethane. Ghi nhận đầu tiên về TPUs bắt đầu từ năm 1958 sau khi NDI được thay thế bằng diphenylmethane-4, 4-diisocyanate (MDI).

Tính dẻo đàn hồi của TPUs là kết quả của cấu trúc phân tách pha. Đoạn cứng được hình thành bởi sự cộng chất kéo dài mạch, như butadiene diol, vào isocyanate (MDI). Đoạn mềm gồm các chuỗi polyether hoặc polyester uốn dẻo được gắn với hai đoạn cứng. Hai đoạn không tương thích ở nhiệt độ phòng, điều này dẫn đến sự phân tách vi pha. Khi vật liệu được gia nhiệt trên nhiệt độ nóng chảy của đoạn cứng, polymer trở thành dạng nóng chảy nhớt có thể gia công như chất dẻo (ép đùn, đúc khuôn tiêm). Khi nhiệt độ hỗn hợp giảm xuống, sự phân tách pha lại xảy ra do sự phục hồi của các đoạn cứng, polymer lại duy trì tính đàn hồi của nó.

Để đạt được tính dẻo đàn hồi, các nhóm chức trung bình của nguyên liệu phản ứng ban đầu nên gần 2, tương ứng với mỗi prepolymer và monomer có hai nhóm chức cuối mạch, giúp hình thành các chuỗi thẳng, dài không có hoặc chỉ có một vài điểm phân nhánh.

Tham khảo từ tài liệu Handbook of Thermoplastic Elastomers, Jiri George Drobny, William Andrew, 2007, trang 215 - 216

(vtp-vlab-caosuviet)

Phối trộn styrene-butadiene-styrene (S-B-S) block copolymers

Vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo cũng cần được phối trộn với các thành phần nguyên liệu khác như chất độn, chất hóa dẻo, chất trợ gia công, chất màu, … để sản phẩm đạt được các tính chất cơ lý yêu cầu. Phần tài liệu được trích đăng dưới đây giới thiệu các nguyên liệu thường được phối trộn vào S-B-S block copolymers, một vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo thông dụng.

…

Polystyrene is a valuable ingredient for S–B–S block copolymers since it improves processing and makes the materials stiffer.

Oils (or plasticizers) also improve processing but make the products softer. Naphtenic oils are preferred but oils with high contents of aromatics should be avoided since they soften (plasticize) the styrene domains. Oils may provide benefits in resistance to crack growth during flexing. Materials other than oils (e.g., resins, processing aids) may act as plasticizers, especially at elevated temperatures.

Crystalline hydrocarbon polymers (polyethylene or ethylene-vinyl acetate copolymers) improve solvent and ozone resistance.

Inert fillers, such as clay, whiting, precipitated calcium carbonate, and talc can be added in large volumes without adversely affecting the properties of the base polymer and reduce cost markedly. Reinforcing fillers like highly reinforcing carbon black, silica fillers, or hard clays are seldom used because they produce stiff “boardy” materials [66]. However, they offer certain benefits, such as increase in tear strength, abrasion resistance, and improved flex life.

…

Trích đăng từ tài liệu Handbook of Thermoplastic Elastomers, Jiri George Drobny, William Andrew, 2007, trang 168 - 169

Nguồn: www.books.google.com.vn(vtp-vlab-caosuviet)

Ống pu bền dai giúp sử dụng linh hoạt
trong nhiều trường hợp

Cao su nhựa pu với tính chất cơ lý tốt đã
thay thế cao su truyền thống trong nhiều ứng dụng

Phối trộn vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo styrenic block copolymers (SBCs)

Có nhiều phương pháp khác nhau phối trộn SBCs với các thành phần nguyên liệu khác như trộn nóng chảy, trộn khô và trộn dung dịch. Ở đây, bài viết sẽ giới thiệu phương pháp trộn nóng chảy.

Trong phương pháp này, yếu tố nhiệt độ đóng vai trò quan trọng, nhiệt độ phải đủ cao để giữ hỗn hợp nóng chảy. Nhiệt độ phải cao hơn ít nhất 40^oC so với nhiệt độ chuyển thủy tinh của đoạn polystyrene (nhiệt độ này là 95^oC) hoặc cao hơn ít nhất 20^oC so với nhiệt độ nóng chảy của phụ gia polymer được thêm vào, chọn nhiệt độ cao nhất. Thông thường, nhiệt độ của hỗn hợp trộn trong khoảng 128-160^oC; khi sử dụng polypropylene nhiệt độ có thể tới 177^oC.

Quá trình nghiền trộn vật liệu đàn hồi truyền thống (như cao su thiên nhiên) trên máy cán không được dùng trong phương pháp này. Các hỗn hợp không độn hoặc độn nhẹ được trộn trong máy ép đùn vít đơn. Để đạt được sự phân tán đồng đều, vít phải có tỷ số L/D là 24:1. Máy ép đùn vít kép cũng phù hợp để trộn những hỗn hợp này. Hỗn hợp độn nhiều nên được trộn trong máy trộn kín trước, sau đó cho vào máy ép đùn. Khi trộn, nhựa và chất độn được thêm vào sớm, dầu và các chất làm mềm khác được thêm vào trễ hơn. Nếu lượng dầu cao được yêu cầu, chúng được thêm vào nhiều lần để tránh hỗn hợp trượt trên rô-to trộn. Thời gian của một chu kỳ trộn thay đổi theo công thức trộn và thường trong khoảng 3-6 phút. Máy ép đùn luôn được gắn với một máy tạo viên (nhờ hệ thống cắt tự động), để tạo thành các viên nhỏ với thành phần nguyên liệu đồng đều, thuận lợi khi ép khuôn tạo sản phẩm.

Tham khảo từ tài liệu Handbook of Thermoplastic Elastomers, Jiri George Drobny, William Andrew, 2007, trang 170 – 171

(vtp-vlab-caosuviet)

Con lăn cao su dùng trong ngành tôn
chịu mài mòn cao

Lớp cao su bọc ngoài tạo tính đàn hồi
giảm va đập khi chuyển động

Lập công thức phối trộn cho vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo (TPEs) styrenic

Sản phẩm cao su kỹ thuật Cao Su Việt

Không như nhựa nhiệt dẻo, styrenic TPEs ít khi được sử dụng tinh khiết. Giống như vật liệu đàn hồi nhiệt rắn truyền thống, chúng được lập công thức để đáp ứng các yêu cầu về trạng thái gia công và các tính chất cơ học, vật lý. Các thành phần phối trộn thông dụng gồm nhựa, vật liệu đàn hồi truyền thống, chất độn, chất hóa dẻo (dầu), chất trợ gia công, chất màu.

Nhờ phối trộn, các hỗn hợp từ S-B-S và S-EB-S có thể tạo thành sản phẩm có độ cứng từ 5 Shore A tới 55 Shore D. Đặc biệt, trong một vài trường hợp, một lượng lớn thành phần phối trộn có thể được thêm vào và hàm lượng của TPEs chỉ khoảng 25% khối lượng. Đây là một thuận lợi về mặt kinh tế vì hầu hết thành phần phối trộn được thêm vào, như chất độn và dầu, không đắt.

Ví dụ, các thành phần sau có thể  trộn vào S-B-S block copolymer. Polystyrene giúp cải thiện quá trình gia công và làm vật liệu cứng hơn. Dầu (hoặc chất hóa dẻo) cũng cải thiện quá trình gia công nhưng làm sản phẩm mềm hơn. Dầu naphtenic được ưa dùng nhưng tránh dùng dầu có hàm lượng aromatic cao vì chúng làm mềm đoạn styrene. Dầu cũng hỗ trợ tính kháng phát triển vết nứt trong quá trình uốn dẻo. Các vật liệu khác như nhựa, chất trợ gia công có thể hoạt động như chất hóa dẻo, đặc biệt ở nhiệt độ cao. Hydrocarbon polymer kết tinh (polyethylene hoặc ethylene-vinyl acetate copolymer) cải thiện tính kháng dung môi và ozone. Chất độn trơ, như đất sét, whiting, calcium carbonate kết tủa và đá tan có thể được thêm vào một lượng lớn mà không ảnh hưởng bất lợi lên tính chất của polymer nền, làm giảm chi phí đáng kể. Các chất độn gia cường như than đen gia cường cao, chất độn silica, hoặc đất sét cứng ít được sử dụng vì chúng làm vật liệu cứng mặc dù làm tăng độ bền xé, tính kháng mài mòn.

Tham khảo từ tài liệu Handbook of Thermoplastic Elastomers, Jiri George Drobny, William Andrew, 2007, trang 168 – 170
(vtp-vlab-caosuviet)

Cao su phụ tùng - Van cánh bướm một chiều

Tính chất của polystyrene – polydiene block copolymers

Tính chất của styrenic block copolymers (SBCs) phụ thuộc nhiều vào tỷ lệ thành phần styrene và diene, nó cứng hơn khi thành phần styrene tăng. Khi hàm lượng styrene tăng, vật liệu mềm, yếu, giống cao su chuyển thành vật liệu đàn hồi bền, sau đó thành vật liệu dai và cuối cùng thành nhựa nhiệt dẻo cứng. Khi hàm lượng styrene được giữ cố định, mô-đun của vật liệu ở nhiệt độ môi trường ít thay đổi. Điều này là do mô-đun của pha đàn hồi tỷ lệ nghịch với khối lượng phân tử của chuỗi đàn hồi giữa các mắt lưới (Me) và đại lượng này không bị ảnh hưởng bởi khối lượng phân tử tổng cộng của chuỗi mà phụ thuộc nhiều vào hàm lượng polystyrene.

Bản chất của đoạn đàn hồi cũng ảnh hưởng nhiều đến tính chất của những block copolymer này. Cả polybutadiene và polyisoprene đều có một liên kết đôi trong đơn vị monomer nên S-I-S và S-B-S block copolymer nhạy với sự tấn công hóa học, có tính kháng nhiệt và oxy hóa hạn chế. Ngược lại, poly(ethylene-butylene) là bão hòa nên S-EB-S copolymer ổn định hơn các loại trên. Ngoài ra, các đoạn đàn hồi của những copolymer này là không phân cực, khả năng trương nở trong dầu hydrocarbon và dung môi cao.

Ở nhiệt độ môi trường, styrenic thermoplastic elastomers (TPEs) có tính chất giống cao su lưu hóa nhiệt rắn. Một số nghiên cứu so sánh trạng thái ứng suất-biến dạng của S-B-S với cao su thiên nhiên lưu hóa và SBR lưu hóa. Độ bền kéo của S-B-S vượt quá 28 MPa và độ giãn dài tại điểm gãy hơn 800%. Những giá trị này cao hơn nhiều giá trị được đo cho SBR hoặc polybutadiene lưu hóa không dùng than đen gia cường.

Tham khảo từ tài liệu Handbook of Thermoplastic Elastomers, Jiri George Drobny, William Andrew, 2007, trang 165 – 166

(vtp-vlab-caosuviet)

Sản phẩm cao su kỹ thuật - Trục cao su
ngành bao bì bọc nhựa PU

Vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo (TPEs)
có tính chất của cả cao su và nhựa

Giới thiệu sách cao su, nhựa “Thermoplastic Elastomers”

Sách này của nhà xuất bản InTech, được biên tập bởi tác giả Adel Zaki El-Sonbati. Sách được xuất bản vào năm 2012, dày 416 trang.

Việc sử dụng vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo đang tăng lên do các tính chất đặc trưng của nó như chi phí thấp, khối lượng riêng thấp, độ bền, dẻo dai cao, kháng mài mòn tốt, gia công dễ dàng, thuận tiện, nhanh chóng, nâng cao năng suất và hiệu quả sử dụng năng lượng.

Sách này tổng quan các hướng phát triển hiện tại của vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo. Sách được chia thành 2 phần, gồm 19 chương, được viết bởi các chuyên gia về biến tính hóa học, vật lý tinh bột nhiệt dẻo (phần 1) và vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo (phần 2). Đối với các nhà hóa cao su, phần 2 cung cấp nhiều thông tin hữu ích hơn. Trong đó, chương 8 tổng quan về vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo: cấu trúc, tổng hợp, gia công, các tính chất cơ học và ứng dụng. Các chương tiếp theo giới thiệu các hướng đang được quan tâm, đáng chú ý như silane và polysiloxane (chương 9), các ứng dụng trong thực phẩm (chương 13), hàng không, xây dựng (chương 14), y học (chương 15), bảo vệ sợi tự nhiên (chương 16), loại vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo ion có chất lượng cao (chương 18), loại ứng dụng trong điện tử (chương 19).

Contents

Part 1. Modifications of Thermoplastic Starch

Part 2. Modifications of Thermoplastic Elastomers

Chapter 8. Thermoplastic Elastomers

Chapter 9. Modification of Thermoplastics with Reactive Silanes and Siloxanes

Chapter 10. Advantages of Low Energy Adhesion PP for Ballistics

Chapter 11. Microinjection Molding of Enhanced Thermoplastics

Chapter 12. Investigation of the Physical Characteristics of Polypropylene Meltblown Nonwovens Under Varying Production Parameters

Chapter 13. Thermoplastic Extrusion in Food Processing

Chapter 14. Lightweight Plastic Materials

Chapter 15. The Performance Envelope of Spinal Implants Utilizing Thermoplastic Materials

Chapter 16. Application of Thermoplastics in Protection of Natural Fibres

Chapter 17. Characterization of Thermoplastic Elastomers by Means of Temperature Scanning Stress Relaxation Measurements

Chapter 18. New Thermoplastic Ionic Elastomers Based on MA-g-EPDM with Advanced Characteristics

Chapter 19. Electroactive Thermoplastic Dielectric Elastomers as a New Generation Polymer Actuators

Sách này cung cấp những kiến thức hữu ích cho các chuyên gia trong lĩnh vực thực phẩm, điện, thiết bị truyền thông và công nghiệp chất dẻo.

Tham khảo từ tài liệu Thermoplastic Elastomers, Adel Zaki El-Sonbati, InTech, 2012

(vtp-vlab-caosuviet)

Van cánh bướm | Van bướm
Rubber Butterfly Valves EPDM

Van cánh bướm làm từ cao su silicone
dùng trong ngành thực phẩm

Ưu điểm và khuyết điểm của vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo

Vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo (TPEs) là các vật liệu có liên kết mạng có thể chuyển hóa thuận nghịch theo nhiệt độ, có thể gia công như nhựa nhiệt dẻo (bởi quá trình nung nóng chảy) và chúng cũng thể hiện tính đàn hồi tương tự như vật liệu đàn hồi truyền thống (được kết mạng hóa học).

TPEs có nhiều ưu điểm so với vật liệu cao su (lưu hóa) nhiệt rắn truyền thống như gia công đơn giản hơn với ít bước hơn vì TPEs dùng phương pháp gia công cho nhựa nhiệt dẻo. Thời gian đúc khuôn TPEs chỉ vài giây, ngắn hơn rất nhiều so với vài phút cho cao su nhiệt rắn, do đó thời gian hoàn thành chi tiết ngắn hơn đáng kể. Phối trộn ít hoặc không phối trộn vì phần lớn TPEs được cung cấp đã được lập công thức hoàn chỉnh và sẵn sàng cho sản xuất. Khả năng sử dụng lại các mẫu thừa giống như nhựa nhiệt dẻo. Mẫu thừa TPEs được nghiền và sử dụng lại, chúng có tính chất tương tự như vật liệu ban đầu; trong khi đó, các mẫu thừa cao su nhiệt rắn thường bị bỏ đi. Việc sử dụng lại các mẫu thừa TPEs đặc biệt hiệu quả trong các trường hợp chi tiết đúc khuôn nhỏ, lượng mẫu thừa là đáng kể so với khối lượng của chi tiết đúc khuôn.

Tuy nhiên vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo có một số khuyết điểm so với vật liệu đàn hồi truyền thống. Đầu tiên, TPEs nóng chảy nhanh ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy của chúng, trong khi cao su nhiệt rắn có thể sử dụng ở nhiệt độ này trong thời gian ngắn. Tiếp theo, dãy độ cứng thấp của TPEs bị giới hạn: dãy độ cứng TPEs khoảng 80 Durometer A hoặc cao hơn có sẵn, trong khi vật liệu mềm hơn 50 Durometer A rất ít. Ngoài ra, phải sấy TPEs trước khi gia công, bước này hầu như không dùng cho vật liệu cao su truyền thống.

Tham khảo từ tài liệu Handbook of Thermoplastic Elastomers, Jiri George Drobny, William Andrew, 2007, trang 6 – 7

(vtp-vlab-caosuviet)

Cao su kỹ thuật - Con lăn chà nhám | Ru lô
chà nhám

Cao Su Việt - Ru lô cao su nhựa
bám dính kim loại