ترموپلاستیک الاستومر (TPE) چیست؟ و چه ویژگیهایی دارد؟ واژه ترموپلاستیک الاستومر (thermoplastic elastomer) را در نظر بگیرید. این واژه از سه بخش تشکیل شده‌است؛ بخش اول که همان کلمه ترمو (Tehrmo) است، به معنی گرما است؛ قسمت دوم این عبارت پلاستیک است و در نهایت بخش پایانی آن الاستومر (Elastomer) است که به نوعی خاصیت الاستیک یا نرم و منعطف بودن اشاره دارد. در این مقاله قصد داریم بررسی کنیم که «ترموپلاستیک الاستومر چیست»، چه انواعی دارد و ویژگیهای اصلی آن چیست. در ادامه با ما همراه باشید.
یکی از مهم‌ترین مسائلی که در تولید قطعات پلاستیکی در نظر گرفته می‌شود، مسئله انعطاف‌پذیری قطعه تولیدی است. در حدود چهار دهه قبل که اثری از TPE ها وجود نداشت، برای ایجاد خاصیت نرمی و انعطاف‌پذیری در قطعات تولیدی، به سراغ رابرها و PVC ها می‌رفتند. در خصوص PVC ها باید به این نکته اشاره کنیم که قیمت تمام‌شده بالای آنها موجب می‌شد تا تنها در تولید برخی قطعات خاص از آنها استفاده شود. همچنین استفاده از رابرها دو چالش جدی به همراه دارد؛ نخست آنکه فرآیند پختن یا حرارت دادن آنها کمی پیچیده است و مسئله دوم نیز عوارض زیست محیطی است که به دلیل قابل بازیافت نبودن رابرها به وجود می‌آید.
همین مسئله باعث شد تا محققان به دنبال جایگزین جدیدی برای تولید قطعات پلاستیکی منعطف باشند. به این ترتیب TPE ها تولید شدند و جایگاه ویژه‌ای در تولید محصولات پلیمری به خود اختصاص دادند. ویژگی بسیار مهمی که درباره این مواد قابل توجه است، دارا بودن همزمان خواص پلاستیک و لاستیک در این گونه مواد است. این باعث می‌شود که علاوه بر استحکام مناسب، از انعطاف‌پذیری بالایی نیز برخوردار باشند. در اصطلاح فارسی به TPE ها مواد گرمانرم گفته می‌شود. در مقابل مواد گرمانرم گروه دیگری از مواد وجود دارند که به نام گرماسخت مشهور هستند. تفاوت این دو نوع ماده در نوع پیوندهای فیزیکی تشکیل دهنده ساختار آنها است.
در خصوص الاستومرها باید به این نکته اشاره کنیم که در اثر قرار گرفتن در معرض حرارت، پیوندهای فیزیکی آنها دچار سستی نمی‌شود و در نتیجه این مواد نیز نرم نمی‌شوند. اما TPEها دارای خاصیت پلاستیک‌ها هستند و در اثر حرارت دیدن، نرم و منعطف می‌شوند. نکته مهم در خصوص این خاصیت آن است که در فرآیند تولید به روش اکستروژن یا تزریق پلاستیک، کار برای تولید مواد با شکل‌ها و طرح‌های مختلف بسیار آسان‌تر می‌شود.
خاصیت ارتجاعی خوبی که ترموپلاستیک الاستومرها دارند نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. اگر یک تکه از این مواد را در دست بگیرید و شروع به کشیدن آنها کنید، این مواد افزایش طول می‌دهند و پس از رها کردن به حالت اولیه خود باز می‌گردند. البته این اتفاق تا زمانی رخ می‌دهد که در هنگام کشیدن نیرویی بالاتر از تنش تسلیم به آن وارد نکنید.
TPE ها در دو دسته کلی تقسیم‌بندی می‌شوند که عبارتند از: TPE سنتزی و TPE آلیاژی. در این قسمت لازم است تا به معرفی مختصری درباره این دو دسته بپردازیم.
آلیاژ اصطلاحا به ماده‌ای گفته می‌شود که از کنار هم قرار گرفتن مواد اولیه با درصد‌های مختلفی تشکیل می‌شود. ترموپلاستیک الاستومر آلیاژی به کمک برقرار کردن ارتباط بین نوعی ترموپلاستیک و پلیمر نرم مانند رابر تولید می‌شود. خاصیت انعطاف‌پذیری مورد نیاز TPE توسط ماده پلیمری (رابر) تامین می‌شود و همچنین ترموپلاستیک با ایجاد قوام در ساختار فیزیکی ماده نهایی، سطح شکل‌پذیری و قابلیت شرکت در فرآیندهای مختلف را در آن ماده ارتقا می‌دهد. واحدهای کامپاندر در بخش اکسترودرهای صنعتی وظیفه تولید این نوع مواد را بر عهده دارند. این دسته از ترموپلاستیک‌ها در دو دسته اولفینی (EDPM) و استایرنی دسته‌بندی می‌شوند.
TPEهای صنعتی در اثر ترکیب یا سنتز تعدادی منومر سخت و نرم به وجود می‌آید. در واقع در TPEهای سنتزی نوعی پیوند شیمیایی بین مواد تشکیل دهنده برقرار می‌شود در حالی که در TPE آلیاژی به هیچ وجه این گونه نیست. هر یک از دو بخش منومر نرم و سخت نیز دارای دو خاصیت و نقش مجزا در ترکیب هستند؛ منومرهای نرم نقش ایجاد انعطاف‌پذیری در ماده را ایفا می‌کنند در حالی که منومرهای سخت وظیفه ایجاد قوام فیزیکی به منظور شکل‌پذیری مناسب مواد را بر عهده دارد. این گروه از ترموپلاستیک‌ها دارای زیرمجموعه‌هایی هستند که عبارتند از :
صنعت خودروسازی به عنوان اصلی‌ترین مصرف‌کننده انواع ترموپلاستیک الاستومر به شمار می‌رود. بسیاری از بخش‌های مختلف داخلی و خارجی خودروها از جمله دور درب‌ها و دور کلاف شیشه درب‌های جانبی، درپوش‌ها و ضربه‌گیرها از این مواد ساخته می‌شوند. همچنین برخی اجزای لوازم خانگی و پزشکی نیز به کمک TPEها تولید می‌شوند. در صنعتی بسته‌بندی مواد غذایی نیز به وفور از این نوع مواد استفاده می‌شود.
منبع: معین پلیمر
پلی تیز