TPE-S, TPE-E, TPE-R ו-TPE-U שייכים כולם לקטגוריה של אלסטומרים תרמופלסטיים (TPE), כאשר הבדלי הליבה הם סוג הפולימר המצע, המבנה המולקולרי ומאפייני הביצועים, אשר מובילים להבדלים משמעותיים בתרחישי יישום הבידוד וביכולת הסתגלות התהליך. להלן ניתוח השוואתי מובנה:
הגדרת ליבה ומצע
|
חוֹמֶר קוד |
מָלֵא שֵׁם |
פולימר מצע | מאפיינים מבניים |
| TPE-S | אלסטומר סטירני תרמופלסטי |
קופולימר בלוק סטירן בוטאדיאן (SBS) סטירן איזופרן קופולימר בלוק סטירן (SIS) |
מבנה דו-שלבי: מקטע סטירן (מקטע קשה, נקודת{0}}קישור צולב פיזית + מקטע גומי (מקטע רך, מספק גמישות) |
| TPE-ה | אלסטומר תרמופלסטי פוליאסטר | מקטע קשיח של פוליבוטילן (PBT)+מקטע רך של פוליאתר/פוליאסטר | קופולימר בלוק, עם פוליאסטר גבישי כקטע הקשה ופוליאתר/פוליאסטר אמורפי כקטע הרך |
| TPE-R | אלסטומר תרמופלסטי מבוסס גומי | גומי מגופר דינמי (EPDM/גומי ניטריל)+ מטריצת פוליפרופילן (PP). | גיפור תרמופלסטי (TPV) שנוצר על ידי גיפור דינמי, כאשר שלב הגומי מפוזר בשלב הרציף PP ברמת המיקרומטר |
| TPE-U | אלסטומר תרמופלסטי פוליאוריטן | מקטע קשיח פוליאוריטן (דיאיזוציאנט+מאריך שרשרת)+מקטע רך של פוליאתר/פוליאסטר | המקטע הקשה הוא קבוצת האמינו אסטר (נקודת קישור צולבת-כימית), והקטע הרך הוא פוליאול פוליאתר/פוליאסטר |
השוואת ביצועי מפתח
| ממד ביצועים | TPE-S | TPE-ה | TPE-R | TPE-U |
| טווח התנגדות לטמפרטורה | -50 מעלות ~+80 תואר (לטווח קצר) | -40 מעלות ~+120 מעלות (לטווח ארוך) | -50 מעלות ~+135 מעלות (לטווח ארוך) | -40 מעלות ~+100 מעלות (לטווח ארוך) |
| עמידות בשמן | גרוע (לא עמיד בפני שמן מינרלי, בנזין) | בינוני (עמיד לשמן צמחי, לא עמיד בפני שמן מינרלי) | מעולה (עמיד בפני שמן מינרלי, שמן הידראולי) | מעולה (עמיד בפני שמן מינרלי, מזוט) |
| עמידות בפני מזג אוויר (UV/אוזון) | ירודה (נוטה להזדקנות, מצריך תוספת של חומרים עמידים בפני UV) | בינוני (לסוג פוליאסטר יש עמידות טובה יותר למזג האוויר מאשר לסוג פוליאתר) | מצוין (למצע EPDM יש עמידות חזקה במזג האוויר) | בינוני (סוג פוליאתר עדיף על סוג פוליאסטר) |
| חוסן אלסטי | בינוני (קל לזחול לאחר דפורמציה) | טוב (זחילה נמוכה) | מעולה (קרוב לגומי מגופר) | מצוין (ריבאונד גבוה, דפורמציה קבועה נמוכה) |
| יכולת עיבוד | מעולה (יכולת זרימה טובה של הזרקה/שחול, ניתן למחזור) | טוב (דורש עיבוד בטמפרטורה גבוהה, הידרוליזה קלה) | בינוני (כושר זרימה לקוי, דורש גזירה גבוהה) | טוב (ניתן לבצע הזרקה/שחול, דורש טיפול ייבוש) |
| בידוד חשמלי | טוב (התנגדות נפח 10¹⁴~10¹⁶Ω· ס"מ) | טוב (התנגדות נפח 10¹³~10¹⁵Ω· ס"מ) | מצוין (התנגדות נפח 10¹⁵~10¹⁷Ω· ס"מ) | טוב (התנגדות נפח 10¹⁴~10¹⁶Ω· ס"מ) |
הבדלים בתרחישי יישום בידוד
TPE-S
מאפיינים: עלות נמוכה, קל לעיבוד, גמישות גבוהה, ביצועי בידוד עומדים בדרישות מתח נמוכות-.
יישום של חוטים וכבלים: בידוד של כבלי זרם חלש-במתח נמוך (כגון כבלי אוזניות, כבלי נתונים, כבלי חיבור לצעצועים) ומעטפים זמניים של כבל חשמל.
מגבלות: עמידות ירודה בטמפרטורה, עמידות בשמן ועמידות בפני מזג אוויר, לא מתאימה לסביבות קשות כגון תעשיה/רכב.
TPE-ה
מאפיינים: עמידות בטמפרטורה גבוהה, עמידות בזחילה, חוזק מכני גבוה, יציבות בידוד טובה.
יישום של חוטים וכבלים: בידוד לחיווט פנימי של מכשירי חשמל ביתיים (כגון מיזוג אוויר, מובילי מנוע למכונת כביסה), בידוד לכבלי בקרה תעשייתיים (רמת עמידות בטמפרטורה 125 מעלות).
שימו לב: פוליאסטר TPE-E נוטה להידרוליזה ויש לייבש אותו היטב לפני העיבוד כדי להימנע משימוש-לטווח ארוך בסביבות לחות.
TPE-R
מאפיינים: עמידות מעולה לטמפרטורה, עמידות בשמן, עמידות בפני מזג אוויר, בידוד יציב ויכולת אנטי- חזקה.
יישום של חוטים וכבלים: בידוד/מעטפת לכבלי רכב (כגון רתמת חיווט של תא מנוע, רתמת חיווט לדלת), כבלים עמידים בשמן לציוד תעשייתי ומעטפת לכבלים פוטו-וולטאיים חיצוניים.
יתרונות: הוא יכול להחליף גומי מגופר מסורתי, להשיג הגנה על הסביבה ללא הלוגן, וניתן למחזר ולעשות שימוש חוזר.
TPE-U
מאפיינים: ריבאונד גבוה, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני קורוזיה כימית, ביצועי בידוד מעולים.
יישום של חוטים וכבלים: בידוד כבלים מיוחד (כגון כבלי זרועות רובוטים, כבלי שרשרת גרירה), כבלים רפואיים (פוליאתרים TPE-U עם תאימות ביולוגית טובה), וכיסויי כבלי כרייה.
מגבלות: עמידות ירודה להידרוליזה, פירוק קל בטמפרטורות גבוהות, אינו מתאים לשימוש-לטווח ארוך בסביבות לחות וחמות.
עקרונות ליבה של בחירה
עלות נמוכה, תרחישי זרם חלש-נמוכים
+
-
TPE-S
טמפרטורה בינונית גבוהה, תרחישי שליטה במכשירים ביתיים/תעשייתיים
+
-
TPE-ה
עמידות קפדנית בשמן, עמידות בפני מזג אוויר, סצנות רכב/חוץ
+
-
TPE-R
ריבאונד גבוה,-עמידים בפני שחיקה, תרחישי כבלים מיוחדים/רפואיים
+
-
TPE-U
יכולת הסתגלות של הסמכה בתעשייה
TPE-R/TPE-U: קל לעבור אישור UL (כגון UL 1581 דירוג טמפרטורות 105 מעלות /125 מעלות) ואישור VDE (רלוונטי לתקני חוט אירופאיים).
TPE-E: ציונים מסוימים יכולים לעמוד בתקן כבלים לרכב ISO 6722.
TPE-S: משמש בעיקר עבור כבלים אזרחיים שאינם מאושרים.
