ของเล่นและฟิกเกอร์ —— โซลูชัน TPE/TPV ที่ปลอดภัย นุ่ม ยืดหยุ่นสูง

เจลนุ่ม TPE อีลาสโตเมอร์สามารถปรับความแข็งได้ตามข้อกำหนดคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ (ช่วงความแข็ง Shore 25-90A),

วัสดุ TPE ใสเนื่องจากต้องการความโปร่งใสสูง จึงต้องการคุณภาพพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่เข้มงวด ไม่สามารถมีรอยด่าง รูพรุน ความขาว หมอกควัน จุดดำ การเปลี่ยนสี ความมันวาวไม่ดี เป็นต้น ดังนั้นตลอดกระบวนการฉีดขึ้นรูป วัตถุดิบ TPE อุปกรณ์ แม่พิมพ์ และแม้แต่การออกแบบผลิตภัณฑ์ ต้องให้ความสำคัญและมีข้อกำหนดที่เข้มงวดหรือพิเศษ

TPE ใสประเภทสไตรีน ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมรองเท้า แทนที่ยางส่วนใหญ่ ในขณะเดียวกันก็มีการขยายการใช้งานในผลิตภัณฑ์ยางอุตสาหกรรม เช่น ผ้ายาง แผ่นยาง เป็นต้น

TPE การหุ้มด้วยการฉีดยึดเกาะโดยทั่วไปใช้กระบวนการฉีดขึ้นรูปสองครั้ง คือการยึดชิ้นส่วนพลาสติกแข็งที่ฉีดขึ้นรูปแล้วเข้ากับแม่พิมพ์หุ้ม

TPE เป็นโมเลกุลที่เหนี่ยวนำการรวมตัวแบบคลาสสิก คือไม่มีฟลูออเรสเซนซ์ในสารละลาย แต่มีฟลูออเรสเซนซ์แรงในสถานะของแข็ง ดังนั้นวัสดุ TPE ใสจึงมีการประยุกต์ใช้ที่สำคัญในสาขาอินทรีย์อิเล็กทรอนิกส์ออปติก เป็นต้น

TPE ใส กล่าวคือเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ ส่วน TPR แปลมาจากภาษาอังกฤษ เรียกอย่างเคร่งครัดว่าเทอร์โมพลาสติกยาง นี่คือความแตกต่างพื้นฐาน TPE โดยทั่วไปผลิตจากวัสดุพื้นฐาน SEBS ส่วน TPR ผลิตจากวัสดุพื้นฐาน SBS

วัสดุ TPE มีการไหลที่ดี ส่วนใหญ่ขึ้นรูปด้วยการฉีด

ความหนาของชั้นหุ้ม TPE, TPR ในการใช้งานการฉีดหุ้มส่วนใหญ่ ความหนาของผนังที่ 1.5-3.0 มม. จะช่วยให้มีการยึดเกาะที่ดี หากชั้น TPE บางเกินไป การฉีดจะยาก ความแข็งแรงยึดเกาะต่ำ สัมผัสไม่ดี หากชั้น TPE หนาเกินไป ต้นทุนสูง และมีข้อเสีย เช่น การหดตัว ฟองอากาศ

เพื่อให้ได้พื้นผิวด้านเหมือนยางเทอร์โมเซต ต้องใช้พื้นผิวแม่พิมพ์ที่หยาบ โดยทั่วไป พื้นผิวหยาบที่เกิดจากการกัดด้วยไฟฟ้า (EDM) จะให้ชิ้นงานมีพื้นผิวที่ดีเยี่ยมและถอดแบบได้ง่าย การพ่นไอน้ำ การพ่นทราย หรือการพ่นลูกเหล็ก รวมถึงการกัดด้วยสารเคมีก็สามารถใช้เพื่อให้ได้พื้นผิวที่มีความมันวาวและรูปลักษณ์ที่แตกต่าง

1. ผลกระทบของอุณหภูมิ

วัสดุ TPE ต่างชนิดกันมีความไวต่ออุณหภูมิต่างกัน เช่น เวลาวัด Melt Flow Index สามารถวัดที่อุณหภูมิหลายๆ ค่า ถ้า MFI แตกต่างกันมาก แสดงว่าความหนืดของวัสดุ TPE มีความไวต่ออุณหภูมิสูง เหมาะกับการทำเป็นวัสดุอัดรีด

2. ผลกระทบของสารเติมแต่งโมเลกุลต่ำ

สารเติมแต่งโมเลกุลต่ำสามารถลดแรงระหว่างโซ่โมเลกุลใหญ่ จึงทำให้ความหนืดลดลง ง่ายต่อการเติมลงในแม่พิมพ์ อธิบายได้ง่ายๆ สารเติมแต่งโมเลกุลเล็กเราสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นน้ำมันแร่ที่เติมเข้าไป

3. ผลกระทบของน้ำหนักโมเลกุล

วัสดุ TPE ชนิดเดียวกันสามารถมีโมเลกุลและการกระจายน้ำหนักโมเลกุลที่แตกต่างกัน ยิ่งน้ำหนักโมเลกุลมาก แรงระหว่างโมเลกุลยิ่งมาก ความหนืดที่แสดงออกมาก็ยิ่งมาก เมื่อน้ำหนักโมเลกุลเท่ากัน การกระจายน้ำหนักโมเลกุลที่แคบมักทำให้ความหนืดน้อยกว่า เช่น ฐาน TPE ที่ใช้ YH503T มีความหนืดสูงกว่า YH502

4. ผลกระทบของความเร็วเฉือน

การเพิ่มความเร็วเฉือนของพลาสติกอย่างมีประสิทธิภาพสามารถทำให้ความหนืดของพลาสติกหลอมเหลวลดลง แต่พลาสติกแต่ละชนิดได้รับผลกระทบจากความเร็วเฉือนแตกต่างกัน เวลาวัด Melt Flow Index สามารถวัดที่ความดันหลายๆ ค่า ถ้า MFI แตกต่างกันมาก แสดงว่าวัสดุมีความหนืดไวต่อการเฉือนสูง เหมาะกับการทำเป็นวัสดุฉีดขึ้นรูป

5. ผลกระทบของความดัน

แม้ความดันฉีดสูงในกระบวนการฉีดจะช่วยเพิ่มความเร็วฉีดและทำให้เกิดการเฉือนมากขึ้น ดูเหมือนจะช่วยลดความหนืด แต่จากความหมายทางฟิสิกส์ของความดัน การเพิ่มความดันกลับทำให้ความหนืดของหลอมเหลวเพิ่มขึ้น เหตุผลง่ายมาก โซ่โมเลกุลใหญ่ระหว่างกันมีช่องว่างมากเกินไปอยู่แล้ว นั่นคือแรงระหว่างโมเลกุล การเพิ่มความดันหมายถึงระยะห่างระหว่างโมเลกุลลดลง การเคลื่อนที่ระหว่างโซ่โมเลกุลจึงยากขึ้น ความหนืดโดยรวมของไหลจึงเพิ่มขึ้น

หนึ่ง, เริ่มต้นจากมุมมองของวัสดุ

1. ลดระดับการเติมน้ำมันของวัสดุ;

2. เพิ่มเปอร์เซ็นต์ฟิลเลอร์ของวัสดุ;

3. ค้นหาโพลีโพรพิลีนและพลาสติกต่อเนื่องอื่นๆ ที่เหมาะสม

สอง, เริ่มต้นจากกระบวนการฉีดขึ้นรูป TPE

1. ลดอุณหภูมิการฉีดขึ้นรูป;

2. ลดอุณหภูมิการทำความเย็นของแม่พิมพ์;

3. เพิ่มแรงดันการฉีดขึ้นรูป;

4. หลังจากถอดแม่พิมพ์ ให้นำผลิตภัณฑ์วางในน้ำเย็นโดยตรง

ที่จริงแล้ว ชื่อภาษาไทยของ TPE คือ เทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ หรือเรียกได้ว่าเป็นยางเทอร์โมพลาสติก เป็นวัสดุที่สามารถขึ้นรูปได้โดยตรง ไม่ต้องผ่านการวัลคาไนซ์ และมีความยืดหยุ่นเหมือนยาง ปัจจุบัน ผู้ผลิต TPE ในประเทศจีนแบ่งออกเป็นประเภทสไตรีนเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ SBS, เทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทน TPU, เทอร์โมพลาสติกโพลีโอเลฟินอีลาสโตเมอร์ TPO, โพลีเอสเตอร์อีลาสโตเมอร์ TPEE ฯลฯ ต่อไปเรามาดูกันว่าประเภทเหล่านี้แตกต่างกันอย่างไร!

1. เทอร์โมพลาสติกโพลีเอสเตอร์อีลาสโตเมอร์ TPEE
TPEE (เทอร์โมพลาสติกโพลีเอสเตอร์อีลาสโตเมอร์) เป็นโคพอลิเมอร์แบบบล็อกที่ประกอบด้วยส่วนแข็งโพลีเอสเตอร์และส่วนอ่อนโพลีอีเทอร์ TPEE มีความยืดหยุ่นเหมือนยางและความแข็งแรงเหมือนพลาสติกวิศวกรรม ส่วนอ่อนให้ความยืดหยุ่น ทำให้มันเหมือนยาง ส่วนแข็งให้คุณสมบัติในการแปรรูป ทำให้มันเหมือนพลาสติก เมื่อเทียบกับยาง มีคุณสมบัติในการแปรรูปที่ดีกว่าและอายุการใช้งานยาวนานกว่า เมื่อเทียบกับพลาสติกวิศวกรรม ก็มีความแข็งแรงสูงเช่นกัน แต่มีความยืดหยุ่นและสมบัติเชิงกลแบบไดนามิกที่ดีกว่า TPEE ทนต่ออุณหภูมิต่ำและสูง สามารถใช้งานได้ในช่วง -40 ถึง 160°C ทนต่อสารเคมี ทนต่อสภาพอากาศและอายุการใช้งานได้ดีเยี่ยม ใช้ในงานที่ต้องการการลดแรงสั่นสะเทือน ทนต่อแรงกระแทก ทนต่อการดัดงอ กันซึมและยืดหยุ่น ทนน้ำมัน ทนสารเคมี และต้องการความแข็งแรงเพียงพอ เช่น การปรับเปลี่ยนพอลิเมอร์ ชิ้นส่วนยานยนต์ ปลอกสายไฟทนอุณหภูมิสูงและต่ำ ท่อไฮดรอลิก วัสดุรองเท้า สายพานส่งกำลัง ยางที่ขึ้นรูปแบบหมุน ข้อต่อแบบยืดหยุ่น การลดเสียง รางลิฟต์ วัสดุป้องกันการกัดกร่อน ทนทาน ทนอุณหภูมิสูงและต่ำ ฯลฯ

2. TPU

TPU ทำจากโพลีโพรพิลีน PP และยาง EPDM (เอทิลีนโพรพิลีนไดอีนโมโนเมอร์) ผสมกัน ในกระบวนการผสม ยาง EPDM จะเป็นเฟสกระจายตัวในเฟสต่อเนื่องของ PP และในระหว่างการผสม PP กับ EPDM นั้น EPDM จะเริ่มวัลคาไนซ์ในตัว ซึ่งกระบวนการนี้เรียกว่า การวัลคาไนซ์แบบไดนามิก การวัลคาไนซ์ของ EPDM เองไม่ส่งผลต่อการฉีดขึ้นรูปของ TPV เนื่องจาก EPDM มีอยู่ในฐานะเฟสกระจายตัว ตรงกันข้าม การมี EPDM ที่เชื่อมขวางจะเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ ความแข็งแรง และความทนทานต่อกรด-ด่างของ TPV เป็นต้น

3. SBS

SBS รวมถึงโคพอลิเมอร์แบบบล็อกสไตรีนบิวทาไดอีน SBS และพอลิเมอร์ที่เติมไฮโดรเจน SEBS รวมถึงวัสดุดัดแปลงของ SBS และ SEBS อย่าง TPS และ TPES (ในอุตสาหกรรมอีลาสโตเมอร์ TPS เรียกว่า TPR และ TPES เรียกว่า TPE ซึ่งขอบเขตการครอบคลุมแตกต่างจากวัสดุ TPE ทั่วไป) SEBS และ SBS อีลาสโตเมอร์มักใช้ในการปรับเปลี่ยนพอลิเมอร์ เพิ่มความเหนียว และเป็นเรซินเพิ่มความหนืดในกาว สี และหมึก ในขณะที่วัสดุดัดแปลง SEBS, SBS, TPES, TPS มีสมบัติทางกายภาพและความแข็งที่ยืดหยุ่นและหลากหลายกว่า จึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในของเล่น ผลิตภัณฑ์ของใช้ในชีวิตประจำวัน ผลิตภัณฑ์กีฬาและฟิตเนส อุปกรณ์ยานยนต์ อุปกรณ์การแพทย์ วัสดุรองเท้า และอุตสาหกรรมสายไฟและสายเคเบิล ด้วยเหตุนี้ ปริมาณการบริโภคสไตรีนเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ทั่วโลกจึงมากที่สุดในบรรดา TPE ทั้งหมด

4. TPO

TPO ประกอบด้วยยางและโพลีโอเลฟิน โดยปกติส่วนประกอบยางคือยาง EPDM (EM), ยางไนไตรล์ (NBR) และยางบิวทิล ส่วนประกอบโพลีโอเลฟินส่วนใหญ่เป็นโพลีโพรพิลีน (PP) และโพลีเอทิลีน (PE) ปัจจุบัน TPO กลายเป็นวัสดุยาง-พลาสติกหลักในยานยนต์และเครื่องใช้ไฟฟ้า โดยปริมาณที่ใช้ในยานยนต์คิดเป็นมากกว่า 75% ของปริมาณการผลิตทั้งหมด และเป็นประเภทที่เติบโตเร็วที่สุดใน TPE

การฉีดหุ้ม TPE มักใช้กระบวนการฉีดขึ้นรูปสองครั้ง

TPE ใส ใช้ในเปลือกเครื่องใช้ไฟฟ้า ที่จับ และด้ามจับ เป็นต้น แสดงถึงความรู้สึกสัมผัสที่ดีมาก มีคุณสมบัติกันลื่น ประหยัดแรง และง่ายต่อการเติมสีและแปรรูป นอกจากนี้ยังมีพื้นที่การออกแบบที่กว้างขวาง

TPE ใสชนิดไดอีน TPE ชนิดไดอีนเป็นไอโซเมอร์ของยางธรรมชาติ จึงเรียกว่ายางธรรมชาติเทอร์โมพลาสติกชนิดทรานส์ แม้ว่าความทนทานต่อความร้อนและสมบัติเชิงกลจะด้อยกว่ายาง แต่ด้วยความใส ความทนทานต่อสภาพอากาศ และสมบัติฉนวนไฟฟ้า รวมถึงความสามารถในการย่อยสลายด้วยแสง จึงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการผลิตรองเท้า ฟองน้ำ ฟิล์มบาง และผลิตภัณฑ์ยางอุตสาหกรรมอื่นๆ

TPE ใช้ในการฉีดหุ้ม TPE นิ่มเป็นชั้นหุ้มภายนอก

TPE ใสใช้ในเครื่องเขียน อุปกรณ์กีฬา เป็นต้น มีความสามารถในการต้านทานรังสียูวีที่ดี ทนต่อสารเคมี และยังง่ายต่อการเติมสีและแปรรูป

TPE ใส โดยเฉพาะคืออีลาสโตเมอร์เทอร์โมพลาสติก ส่วน TPR แปลมาจากภาษาอังกฤษ อย่างเคร่งครัดเรียกว่ายางเทอร์โมพลาสติก นี่คือความแตกต่างพื้นฐาน TPE มักถูกดัดแปลงจากวัสดุพื้นฐาน SEBS ส่วน TPR ถูกดัดแปลงจากวัสดุพื้นฐาน SBS

ในกระบวนการขึ้นรูปวัสดุ TPE ในระหว่างการเติมช่องแม่พิมพ์

TPE ใสใช้ในเปลือกเครื่องใช้ไฟฟ้า ที่จับ และด้ามจับ เป็นต้น แสดงถึงความรู้สึกสัมผัสที่ดีมาก มีคุณสมบัติกันลื่น ประหยัดแรง และง่ายต่อการเติมสีและแปรรูป นอกจากนี้ยังมีพื้นที่การออกแบบที่กว้างขวาง

วัสดุ TPE ใสสูงใช้ในด้านต่างๆ มีสมบัติผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน อีลาสโตเมอร์เทอร์โมพลาสติกหรือที่เรียกว่าวัสดุ TPE TPE ใสไม่เพียงแต่มีสมบัติการแปรรูปของเทอร์โมพลาสติก แต่ยังมีสมบัติทางกายภาพของยางวัลคาไนซ์ นี่คือการผสมผสานข้อดีของพลาสติกและยาง TPE ใสถูกใช้อย่างแพร่หลายในชีวิตและการผลิตของมนุษย์

ด้วยการใช้งานวัสดุ TPE ที่แพร่หลายมากขึ้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาบริษัทที่เกี่ยวข้องหลายแห่งได้เกิดขึ้นและตั้งอยู่ในประเทศและต่างประเทศ แต่เกี่ยวกับความแข็งของ TPE หลายคนไม่ค่อยเข้าใจและไม่สามารถควบคุมได้ จึงก่อให้เกิดปัญหามากมาย แล้วจะควบคุมความแข็งของ TPE ได้อย่างไร? ครั้งที่แล้วเราได้แชร์เกี่ยวกับอัตราการหดตัวของ TPE ตอนนี้ผู้เชี่ยวชาญของ Zhongsuwang จะมาแบ่งปันวิธีการควบคุมความแข็งของ TPE

วิธีการควบคุมความแข็งของ TPE:

1. สำหรับ TPE ทั่วไป การปรับความแข็งทำได้โดยการปรับปริมาณน้ำมัน PP และแคลเซียมคาร์บอเนต การเพิ่มปริมาณ PP หรือแคลเซียมคาร์บอเนตจะทำให้ความแข็งเพิ่มขึ้น ในทางกลับกันการลดปริมาณจะทำให้ความแข็งลดลง การเติมน้ำมันจะทำให้ความแข็งลดลง

2. หากการเติมน้ำมันเป็นปกติแต่ยังมีอาการน้ำมันซึมหรือเหนียว แสดงว่าคุณภาพของวัสดุ SEBS/SBS หรือน้ำมันไม่ดี ในวัสดุ SEBS ทั้งหมด Kraton มีประสิทธิภาพการเติมน้ำมันดีที่สุด บางครั้งสามารถเติมได้ถึง 10 เท่า

3. SBS/SEBS ที่เติมน้ำมันมีแนวโน้มเปลี่ยนเป็นสีเหลือง สาเหตุหลักคือน้ำมันแนฟเทนิกมีพันธะคู่อิ่มตัวซึ่งถูกออกซิไดซ์เป็นสีเหลือง โดยปกติแล้วน้ำมันแนฟเทนิก Karamay ของจีนเป็นน้ำมันที่ผ่านการเติมไฮโดรเจนแล้วจะไม่เกิดกรณีนี้ ดังนั้นควรระวังในการเลือกน้ำมัน

4. บ่อยครั้งที่ผลิตภัณฑ์ของเรามีพารามิเตอร์เช่นความแข็ง ความแข็งแรงในการดึง เป็นต้น น้ำมันสามารถลดความแข็งและความแข็งแรงในการดึงเท่านั้น ดังนั้นจึงมักจะเติมพลาสติกวิศวกรรม เช่น ในการทำ TPE มักจะเติม PP ความแข็งและความแข็งแรงสามารถปรับได้ตามปริมาณ PP และการเติมน้ำมัน

5. เมื่อเติมน้ำมันควรพยายามหมุนหรือพลิกกลับอย่างต่อเนื่อง หากเติมน้ำมันโดยนิ่งจะทำให้ TPE/TPR จับตัวเป็นก้อนและเติมน้ำมันไม่สม่ำเสมอ เมื่อเติมน้ำมันในปริมาณมาก ควรลดความเร็วรอบ ความเร็วรอบสูงจะทำให้น้ำมันที่เติมใน SEBS/SBS ซึมออกมา (หลักการคล้ายกับเครื่องปั่นแห้ง) หลังจากเติมน้ำมันควรพักไว้สักระยะเพื่อให้น้ำมันถูกดูดซึมโดย SEBS/SBS อย่างเต็มที่ก่อนผลิต มิฉะนั้นอาจเกิดการซึมของน้ำมันในระหว่างการผลิต