Rester novateur avec les TPE
Aujourd’hui, les élastomères thermoplastiques sont devenus incontournables. Ils constituent la base d’une meilleure efficacité, confort et sécurité au quotidien.
Que représentent les élastomères thermoplastiques (TPE)?
Les élastomères thermoplastiques (TPE) sont aussi bien appréciés par les transformateurs et les développeurs de produit que par les designers. Ils associent l’efficience des propriétés de transformation des thermoplastiques à la souplesse et à la flexibilité des élastomères.
LES DIFFÉRENTS TYPES DE TPE
Les différents types de TPE et leurs possibilités de modification sont à la base de la grande diversité des propriétés des matériaux et permettent ainsi de garantir la rationalité de leur mise en œuvre dans les applications industrielles les plus variées.
Les TPE contribuent à la mise en valeur et à la différenciation des produits. Par ailleurs, ils assument désormais souvent des fonctions techniques qui étaient jusqu’à présent réservées aux élastomères. L’utilisation de TPE n’apporte pas seulement des avantages au niveau du produit, mais aussi des avantages économiques pour les transformateurs.
Les TPE forment une classe de matériaux qui leur est propre et qui peut être placée entre les thermoplastiques et les élastomères pour ce qui est de leurs propriétés et des techniques disponibles pour leur transformation.
On fait généralement une distinction entre les TPE de réacteur (par exemple les TPA, TPU ou TPC) et les compounds TPE (par exemple les TPS ou TPV). Dans un TPE de réacteur, les propriétés TPE sont issues d’un polymère. Dans les blends TPE, les propriétés résultent d’un mélange de plusieurs polymères différents: un compound.
TPS
Un TPE à base de copolymères à blocs de styrène (SBC) est désigné sous le nom de TPS. En fonction des applications, KRAIBURG TPE emploie différents copolymères à blocs de styrène (SBC) dans ses compounds TPS. Ils se distinguent dans leur profil de caractéristiques et sont déterminants dans la définition des propriétés du produit. Les SBC se caractérisent par leurs structures polymères et sont à l’origine d’une grande variété de compounds TPS répondant aux diverses exigences du marché, depuis le secteur de l’automobile jusqu’à l’industrie pharmaceutique.
Comment le TPE est-il transformé ?
Comme les thermoplastiques, les TPE peuvent être moulés et extrudés sous l’influence de la chaleur. Lorsqu’ils sont refroidis, ils présentent à nouveau leurs propriétés élastiques d’origine et sont donc aussi bien recyclables que les thermoplastiques. Par contre, les élastomères ne peuvent pas être fondus à des fins de transformation: ils sont réticulés chimiquement et ne peuvent ensuite plus être recyclés.
Les principaux arguments pour l’utilisation des TPE
- Procédé de transformation thermoplastique simple
- Durées de cycle courtes
- Faible consommation énergétique
- Transformation à plusieurs composants et donc montage plus aisé
- Combinaison de plusieurs matériaux (p. ex. composite souple/rigide)
- Entièrement recyclable pendant la transformation
- Grande fenêtre de transformation
- Diversité de coloration, même avec des effets, et donc liberté dans le design
- Nombreuses possibilités d’utilisation, depuis le secteur de l’automobile jusqu’à l’industrie pharmaceutique
Catégorisation
Les polymères peuvent être répartis entre quatre groupes: les thermoplastiques, les thermodurcissables, les élastomères et les élastomères thermoplastiques (TPE).
Les thermoplastiques sont formés par des chaînes polymériques entrelacées. Elles sont maintenues ensemble par des interactions intermoléculaires telles que les forces de van der Waals. Sous l’action de la chaleur et de forces de cisaillement, ils peuvent être façonnés en utilisant le procédé du moulage par injection. Lorsqu’ils refroidissent, ils durcissent à nouveau. Comme il s’agit d’un processus physique, la fusion peut être renouvelée à tout moment (exemple: le polypropylène).
Les thermodurcissables, comme par exemple les résines époxy, sont des polymères réticulés chimiquement pour former un réseau à mailles étroites. Ils sont infusibles. Leur réseau est stable, même à des températures élevées, et ils se distinguent par une grande solidité et rigidité. Si les sollicitations sont trop fortes, ils se cassent.
Les élastomères, désignés souvent simplement sous le nom de caoutchoucs, sont réticulés chimiquement. La densité des nœuds est toutefois nettement plus faible que chez les thermodurcissables, ce qui fait qu’il subsiste de grandes zones élastiques entre chaque nœud. Ce sont elles qui déterminent leurs propriétés élastiques. Il n’est pas possible de faire fondre un élastomère. Une fois réticulés, ils conservent leur forme. Le caoutchouc naturel et les caoutchoucs synthétiques EPDM et NBR sont des exemples d’élastomères.
Chez les élastomères thermoplastiques, on fait généralement une distinction entre les TPE de réacteur (par exemple les TPA, TPU ou TPC) et les compounds TPE (par exemple les TPS ou TPV). Dans le cas des TPE de réacteur, les propriétés TPE sont issues d’un polymère; dans les compounds TPE, les propriétés résultent d’un mélange de plusieurs polymères différents.
DOMAINES D’UTILISATION
Les TPE peuvent être utilisés dans des applications d’une grande diversité pour différents marchés tout en répondant aux exigences habituelles de la branche. Par exemples, ils sont aussi bien employés pour les molettes de réglages dans l’habitacle automobile que pour les encapsulations de fenêtres en extérieur véhicules ou pour les joints du compartiment moteur. Dans l’industrie, ils sont utilisés pour les poignées des outils ou les manchons de câbles. Dans les produits de grande consommation, on retrouve des TPE dans les jouets, les articles de sport, les emballages, et les produits d’hygiène tels que les brosses à dents et les rasoirs. De même, il existe également des compounds spéciaux qui répondent aux exigences élevées des technologies médicales. Ils sont notamment utilisés pour les chambres compte-gouttes, les joints et les tubes médicaux.
KRAIBURG TPE propose une gamme de solutions sur mesure pour couvrir les différents éventails de performance en s’appuyant sur la classe de TPE adaptée à l’utilisation.
Glossaire et définitions
Compounds TPE: TPE qui résultent de l’association d’au moins deux sortes de polymères différents. A cet égard, une sorte de polymère apporte les propriétés élastiques tandis que l’autre est responsable des propriétés thermoplastiques du compound (font partie de ce groupe: les compounds TPV et TEH).
SBC: Copolymère à blocs de styrène
TPS: Elastomère thermoplastique basé sur des copolymères à blocs de styrène
Différents types de SBC:
- SBS: Copolymère à blocs de styrène-butadiène-styrène
- SIS: Copolymère à blocs de styrène-isoprène-styrène
- SEBS: Copolymère à blocs de styrène-éthylène-butylène-styrène
- SEEPS: Copolymère à blocs de styrène-éthylène-éthylène-propylène-styrène
- SEPS: Copolymère à blocs de styrène-éthylène-propylène-styrène
- SEPS-V: Copolymère à blocs de styrène-éthylène-éthylène-propylène-styrène, réticulable
TPV: Elastomère thermoplastique basé sur des thermoplastiques et un élastomère vulcanisé (ex.: EPDM/PP)
TEH: Elastomère thermoplastique hybride (alternative moulable par injection par rapport aux caoutchoucs réticulés)
TPO: Polyoléfine thermoplastique (aussi bien comme TPE de réacteur que comme compound TPE)
TPE de réacteur: Les propriétés matière du TPE sont couvertes par une sorte de polymère. Le TPE est issu directement de la polymérisation.
TPU: Polyuréthanes thermoplastiques
TPC: Copolyester thermoplastiques
TPA: Copolymères bloc éther-amide thermoplastiques
TPO: Polyoléfine thermoplastique (aussi bien comme TPE de réacteur que comme compound TPE)
Thermoplastic Polyurethane (TPU)
Thermoplastic polyester elastomers (TPC)
Thermoplastic vulcanizates (TPV)
Thermoplastic polyamide elastomers (TPA)
Thermoplastic polyolefins (TPO)
Thermoplastic styrene block copolymers (TPS)