1 Tính chất cơ học
Bằng cách điều chỉnh tỷ lệ giữa các đoạn mềm và cứng, độ cứng của chất đàn hồi este-polyether có thể thay đổi trong phạm vi rộng (Shore D 32–82); độ đàn hồi và độ bền của chúng nằm giữa cao su và nhựa. So với các chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo (TPE) khác, chất đàn hồi este polyether- thể hiện mô đun cao hơn trong điều kiện biến dạng thấp-so với các TPE khác có độ cứng tương đương. Khi mô đun là một thông số thiết kế quan trọng, việc sử dụng chất đàn hồi este{7}}polyether cho phép giảm diện tích mặt cắt ngang-của thành phẩm, từ đó giảm thiểu mức tiêu thụ nguyên liệu.
Chất đàn hồi este polyether{0}} có độ bền kéo đặc biệt cao. So với polyurethan nhựa nhiệt dẻo (TPU), chất đàn hồi este polyether{2}} thể hiện mô đun kéo và mô đun nén cao hơn đáng kể; do đó, khi chế tạo một thành phần giống hệt nhau bằng chất đàn hồi este polyether- và TPU có cùng độ cứng thì thành phần đó có khả năng chịu được tải nặng hơn. Ở nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh, chất đàn hồi este-polyether duy trì mô đun uốn cao, tuy nhiên-không giống như TPU-chúng không trở nên quá cứng ở nhiệt độ thấp. Điều này khiến chúng đặc biệt{9}}phù hợp để sản xuất dầm côngxon hoặc các bộ phận chịu mô-men xoắn{10}}và đặc biệt lý tưởng cho các ứng dụng liên quan đến môi trường{11}nhiệt độ cao. Chất đàn hồi este polyether{13}}thể hiện tính linh hoạt tuyệt vời ở nhiệt độ thấp{14}}; độ bền va đập nổi bật của chúng ở nhiệt độ thấp vượt trội so với các TPE khác, trong khi khả năng chống mài mòn của chúng tương đương với TPU. Trong điều kiện biến dạng thấp, chất đàn hồi este polyether{17}}có khả năng chống mỏi vượt trội và mất độ trễ ở mức tối thiểu. Đặc tính này, kết hợp với độ đàn hồi cao, khiến vật liệu trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng liên quan đến tải trọng tuần hoàn lặp đi lặp lại, chẳng hạn như bánh răng, con lăn, khớp nối linh hoạt và dây đai.
2 tính chất nhiệt
Trừ khi được ổn định bằng chất chống oxy hóa, chất đàn hồi nhiệt dẻo polyether{0}}ester sẽ bị phân hủy nhanh chóng trong nhiều điều kiện khác nhau-bao gồm cả việc tiếp xúc với sương nước, ozon và môi trường khí quyển ngoài trời. Sự xuống cấp này dẫn đến giảm độ nhớt và trọng lượng phân tử tương đối, giảm độ giãn dài của vật liệu khi bị đứt và giảm tốc độ phục hồi đàn hồi tức thời của nó. Phản ứng phân hủy trong este polyete{4}}này diễn ra thông qua cơ chế-gốc tự do, có khả năng được bắt đầu bằng một cuộc tấn công oxy hóa vào các nguyên tử cacbon gần với các nguyên tử oxy ete trong khung polyme. Trong quá trình phân cắt chuỗi, formaldehyde được tạo ra; formaldehyde này sau đó bị oxy hóa thành axit formic, từ đó xúc tác cho sự phân mảnh chuỗi tiếp theo. Để tăng cường khả năng chống lại sự phân hủy oxy hóa của chất đàn hồi este polyete, nên sử dụng các phương pháp ổn định thích hợp; hệ thống chất ổn định được bổ sung phải bao gồm các chất loại bỏ gốc tự do, chất phân hủy peroxit và chất loại bỏ formaldehyde.
Chất đàn hồi este polyether thể hiện tính ổn định nhiệt tuyệt vời; Nói chung, độ cứng càng cao thì khả năng chịu nhiệt càng tốt. Các báo cáo tài liệu chỉ ra rằng khi đun nóng liên tục trong 10 giờ ở 110 độ và 140 độ, chất đàn hồi este polyether hầu như không giảm cân; ngay cả sau khi đun nóng trong 10 giờ ở nhiệt độ 160 độ và 180 độ, mức giảm cân vẫn ở mức tối thiểu-tương ứng chỉ là 0,05% và 0,1%. Các đường cong đo nhiệt lượng đẳng nhiệt cho thấy các chất đàn hồi este polyete bắt đầu giảm trọng lượng ở 250 độ, đạt đến mức giảm trọng lượng tích lũy là 5% ở 300 độ, với sự giảm trọng lượng đáng kể xảy ra ở nhiệt độ trên 400 độ. Do đó, chất đàn hồi este polyete có nhiệt độ sử dụng tối đa rất cao-với giới hạn thậm chí còn cao hơn đối với-tiếp xúc trong thời gian ngắn-và có khả năng chịu được nhiệt độ nung sơn-(150–160 độ) thường gặp trên dây chuyền sản xuất ô tô. Hơn nữa, chúng thể hiện sự mất mát tối thiểu các tính chất cơ học ở cả nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp. Khi sử dụng ở nhiệt độ trên 120 độ, độ bền kéo của chất đàn hồi este polyete vượt trội đáng kể so với polyurethan nhựa nhiệt dẻo (TPU).
Ngoài ra, chất đàn hồi este polyete còn thể hiện hiệu suất vượt trội ở nhiệt độ-thấp. Điểm giòn của chúng giảm xuống dưới -70 độ; hơn nữa, độ cứng càng thấp thì khả năng chịu lạnh càng lớn, cho phép hầu hết các chất đàn hồi este polyether được sử dụng liên tục trong thời gian dài ở nhiệt độ thấp tới -40 độ. Nhờ hiệu suất cân bằng được thể hiện bởi chất đàn hồi este polyether ở cả phạm vi nhiệt độ cao và thấp, chúng có cửa sổ nhiệt độ hoạt động đặc biệt rộng, có khả năng hoạt động hiệu quả trong phạm vi từ -70 độ đến 200 độ.
3. Khả năng chống lại môi trường hóa học
Chất đàn hồi este polyether có khả năng kháng dầu tuyệt vời và ở nhiệt độ phòng, có thể chịu được hầu hết các môi trường hóa học lỏng phân cực (như axit, bazơ, amin và hợp chất glycol). Tuy nhiên, chúng dễ bị ảnh hưởng bởi các hydrocacbon halogen hóa (ngoại trừ Freon) và các hợp chất phenolic. Nói chung, khả năng kháng hóa chất của chúng cải thiện tỷ lệ thuận với sự gia tăng độ cứng. Chất đàn hồi este polyete thể hiện khả năng chống trương nở và thẩm thấu mạnh mẽ khi tiếp xúc với hầu hết các dung môi hữu cơ, nhiên liệu và khí; cụ thể, khả năng thấm nhiên liệu của chúng chỉ bằng một-một phần ba đến một-ba-một phần trăm so với cao su chịu dầu-thông thường, chẳng hạn như cao su tổng hợp, polyetylen chlorosulfonated và cao su nitrile. Tuy nhiên, chất đàn hồi este polyether thể hiện khả năng chống nước nóng tương đối kém; việc bổ sung chất ổn định polycarbodiimide có thể tăng cường đáng kể khả năng chống thủy phân của chúng. Đã có báo cáo rằng việc đưa PEN hoặc PCT vào các phân đoạn cứng PBT trong chuỗi phân tử của chất đàn hồi este polyete sẽ tạo ra vật liệu có khả năng chịu nước và chịu nhiệt vượt trội.
4. Chống chịu thời tiết và chống lão hóa
Chất đàn hồi este polyether thể hiện tính ổn định hóa học tuyệt vời trong nhiều điều kiện khác nhau, bao gồm tiếp xúc với sương mù nước, ozon và lão hóa khí quyển ngoài trời. Như trường hợp của hầu hết các TPE, sự xuống cấp xảy ra dưới tác động của tia cực tím (UV). Các chất phụ gia bảo vệ-bao gồm muội than, nhiều chất màu khác nhau và các vật liệu che chắn khác-có thể được sử dụng để giảm thiểu hiệu ứng này. Việc sử dụng phối hợp các chất chống oxy hóa phenolic và chất hấp thụ tia cực tím loại benzotriazole- tỏ ra đặc biệt hiệu quả trong việc cung cấp khả năng bảo vệ chống lại quá trình lão hóa do tia cực tím- gây ra.
Quá trình oxy hóa do ánh sáng và nhiệt tạo thành hai yếu tố chính dẫn đến sự xuống cấp và lão hóa của chất đàn hồi este polyether. Đặc biệt, copolyester PEG-PBT có khả năng chống chịu cả nhiệt và ánh sáng kém, khiến chúng rất dễ bị suy thoái oxy hóa-nhiệt và quang-nghiêm trọng. Nhiệt độ tăng cao đẩy nhanh quá trình suy thoái này. Khi quá trình lão hóa diễn ra và trọng lượng phân tử giảm, độ giãn dài của vật liệu khi đứt giảm và tốc độ phục hồi đàn hồi tức thời của nó giảm đi.
Hơn nữa, chất đàn hồi este polyete thể hiện mức độ nhạy cảm khác nhau đối với quá trình thủy phân. Khi tiếp xúc với nước, các chất đàn hồi này trải qua các phản ứng-liên kết chéo, dẫn đến sự hình thành các chất giống như gel-tăng lên. Tính nhạy cảm vốn có của copolyester PEG-PBT đối với sự phân hủy thủy phân chính xác là đặc tính được tận dụng khi sử dụng chúng làm khung vật liệu sinh học để cấy vào cơ thể con người. Trong môi trường nước, copolyester PEG-PBT phân hủy thông qua cơ chế thủy phân: các phân tử nước tấn công các liên kết este nằm giữa các đoạn PEG và PBT, khiến chuỗi polyme bị tách ra. Sản phẩm phân hủy thu được bao gồm PEG và các mảnh PBT có trọng lượng-phân tử-thấp. Tốc độ phân hủy bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau-bao gồm thành phần, nhiệt độ, độ pH và hoạt động enzyme-với hàm lượng PEG, nhiệt độ và giá trị pH cao hơn thường dẫn đến tốc độ phân hủy nhanh hơn. Bằng cách điều chỉnh chính xác tỷ lệ tương đối của hai thành phần cấu thành, tốc độ phân hủy có thể được điều chỉnh để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của các ứng dụng đa dạng.
5. Khả năng phục hồi cao
Khi vật liệu TPEE được sử dụng trong sản xuất lò xo, chúng sẽ mang lại tuổi thọ dài đặc biệt cho các bộ phận. Khả năng này tạo điều kiện cho hoạt động trơn tru và ổn định trong các ứng dụng như hệ thống đường sắt, cho phép tàu thực hiện các thao tác-bao gồm khởi động, tăng tốc, giảm tốc và dừng-với tính linh hoạt vượt trội. Không giống như lò xo kim loại, nó không bị rỉ sét, hư hỏng trong điều kiện môi trường tự nhiên hoặc bị gãy đàn hồi hoặc mất tính đàn hồi. Hơn nữa, khi so sánh với vật liệu cao su, nó mang lại khả năng tái sử dụng vượt trội trong khi vẫn duy trì độ đàn hồi tuyệt vời.
6. Khả năng xử lý và tạo khuôn
TPEE sở hữu độ ổn định nóng chảy tuyệt vời và độ dẻo nhiệt dồi dào, mang lại khả năng xử lý tuyệt vời. Nó có thể được xử lý bằng nhiều kỹ thuật xử lý nhựa nhiệt dẻo, chẳng hạn như ép đùn, ép phun, đúc thổi, đúc quay và đúc nóng chảy. Ở tốc độ cắt thấp, độ nhớt nóng chảy của TPEE tương đối không nhạy cảm với những thay đổi về tốc độ cắt; tuy nhiên, ở tốc độ cắt cao, độ nhớt nóng chảy giảm khi tốc độ cắt tăng. Vì chất tan chảy TPEE rất nhạy cảm với nhiệt độ-với độ nhớt tan chảy thay đổi theo hệ số từ vài đến vài chục lần trong phạm vi dao động nhiệt độ chỉ 10 độ nên -nhiệt độ phải được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình đúc.
Để đảm bảo độ ẩm của nhựa duy trì dưới 0,1%, cần phải-làm khô vật liệu trước bằng máy sấy-không khí nóng (ở 80–120 độ trong 6–8 giờ) trước khi xử lý.
1. Đúc đùn
Sử dụng máy đùn nhựa tiêu chuẩn, TPEE có thể được ép đùn thành nhiều dạng khác nhau như tấm, ống, thanh và vỏ bọc dây. Thường sử dụng thiết kế vít có mục đích chung, sâu dần dần, có tỷ lệ chiều dài-trên-đường kính (L/D) Lớn hơn hoặc bằng 24:1 và tỷ lệ nén là (2,7–4):1.
2. Ép phun
Kỹ thuật ép phun cho phép sản xuất các sản phẩm với nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau. Máy phun trục vít-chuyển động qua lại được ưu tiên cho ứng dụng này vì chúng tạo ra sự tan chảy với sự phân bố nhiệt độ đồng đều và nhất quán cao. Độ sâu của rãnh vít phải tuân theo biên dạng tăng dần; tỷ lệ nén được khuyến nghị là 3,0–3,5, cùng với tỷ lệ L/D trục vít là (18–24):1. Áp suất phun thường dao động từ 80 đến 120 MPa, sử dụng tốc độ phun chậm{10}}đến{11}}trung bình.
3. Đúc thổi
Các ứng dụng đúc thổi yêu cầu nhựa có độ nhớt nóng chảy và độ bền nóng chảy cao. Bằng cách áp dụng các kỹ thuật mở rộng chuỗi hóa học-trong quá trình ép đùn polyme-cụ thể là bằng cách kết hợp các phân đoạn chức năng đặc biệt vào chuỗi phân tử TPEE-có thể tạo ra các cấp độ TPEE có độ nhớt cao-có khả năng đáp ứng các yêu cầu về đúc thổi các bộ phận lớn, chuyên dụng (chẳng hạn như ống nạp khí của động cơ).
4. Các quy trình đúc khác
TPEE cũng thích hợp cho các quy trình như đúc quay và đúc nóng chảy. Ví dụ, đúc quay có thể được sử dụng để sản xuất các mặt hàng như bóng và lốp không săm nhỏ. Mặt khác, đúc nóng chảy mang lại lợi ích về chi phí xử lý thấp và độ ổn định kích thước tuyệt vời trong thành phẩm.
