Comparação de desempenho e aplicações de materiais para fios e cabos TPE e TPU.

Baixa emissão de fumaça | Livre de halogênios | Retardante de chamas

Atualmente, muitos utilizam elastômeros termoplásticos, que são os preferidos por diversos fabricantes. Fios e cabos As fábricas valorizam as vantagens da alta elasticidade, flexibilidade e toque suave do PVC. Como os materiais de PVC são limitados em muitas situações, a elasticidade dos termoplásticos tem sido fortemente promovida.

Nos últimos 15 anos, o desenvolvimento de elastômeros termoplásticos retardantes de chama tem crescido exponencialmente na China. Esses elastômeros, especialmente TPE e TPU, têm sido amplamente utilizados em cabos de dados de produtos de consumo, cabos revestidos e isolados para sistemas de recarga de novas energias e cabos de alta tensão em veículos.

No entanto, ainda existem muitos problemas objetivos na pesquisa sobre a resistência à chama de elastômeros termoplásticos. Por exemplo, é comum ouvir perguntas sobre as diferenças entre TPE e TPU. Este artigo discute brevemente as características, a comparação de desempenho e as aplicações dos elastômeros termoplásticos TPE e TPU em fios e cabos.

01 Aplicação de TPE na área de fios e cabos

TPE refere-se a um elastômero termoplástico com SEBS como resina matriz. SEBS é um copolímero em bloco composto de estireno (S)-etileno (E)/buteno (B)-estireno (S).

As ligações duplas no SEBS, ou seja, no SBS, são saturadas por hidrogenação, o que confere ao SEBS boa resistência às intempéries, ao calor, à deformação por compressão e excelentes propriedades mecânicas.

(1) Os produtos SEBS possuem excelente desempenho de isolamento elétrico, são atóxicos, resistentes às intempéries e ao envelhecimento, apresentam boa flexibilidade e alta resistência, além de uma ampla faixa de temperatura. São excelentes materiais para a fabricação de revestimentos externos e fitas isolantes para fios e cabos. São utilizados principalmente em terminais inteligentes para dispositivos móveis, eletrodomésticos e outras áreas.

Atualmente, a substituição do PVC por outros materiais em fios de baixa tensão (como cabos de fone de ouvido, cabos de carregador, cabos USB, cabos de áudio/vídeo, cabos de computador, etc.) tornou-se uma tendência geral.

(2) Como os produtos eletrônicos de consumo têm características de atualizações rápidas e vida útil curta, com o advento da era da atualização do consumo, os produtos relacionados ao SEBS têm um enorme espaço para desenvolvimento nesta indústria.

Com as crescentes exigências por cabos resistentes ao fogo e com melhor desempenho em proteção ambiental, tanto no mercado interno quanto no externo, e com o aumento do nível de consumo, a tendência é a substituição de cabos convencionais por produtos de SEBS de alto desempenho com retardante de chamas.Este cabo Substratos como PVC e CPE estão se tornando cada vez mais comuns no futuro, e as perspectivas de aplicação são amplas. Atualmente, existe uma grande demanda de mercado por modificação e desenvolvimento de retardantes de chama para o SEBS.

Material TPE de função especial: Com a aplicação e o desenvolvimento de novas tecnologias de materiais TPE, os materiais TPE de função especial atuais incluem principalmente TPE condutor, TPE antiestático, material isolante TPE, XLTPO reticulado por irradiação, TPE de alta resiliência, TPE com alta resistência à chama, etc.

02 Aplicação de TPU na área de fios e cabos

O TPU (elastômero termoplástico de poliuretano) é um copolímero de bloco linear produzido pela reação de diisocianato e poliol macromolecular, com adição de extensor de cadeia/agente de reticulação e uma pequena quantidade de aditivos. Um é composto principalmente de poliuretano, enquanto o outro é composto principalmente de poliéter.

Geralmente é um polímero em bloco, sendo o PU obtido pela reação de um poliol de cadeia longa com isocianato usado como segmento macio, e o PU obtido pela reação de um diol de cadeia curta com isocianato usado como segmento rígido.

As aplicações de elastômeros de TPU em fios e cabos se concentram principalmente nos seguintes campos:

• Chicote de fiação automotiva: chicote de fiação do sistema antibloqueio (ABS), cabo do odômetro, cabo de comunicação automotiva, cabo de revestimento retardante de chamas para carregador, etc.;

• Cabos de exploração geográfica: cabos de exploração de campos petrolíferos/oceanos/terra, cabos de detecção de ondas sísmicas, etc.;

• Fios eletrônicos de consumo: cabo para fone de ouvido (retardante de chamas) Cabo de dados Para carregamento de celular, cabo de áudio, cabo USB, cabo para acessórios de computador, etc.;

• Cabos para energia e indústria: cabos para máquinas CNC, cabos para energia eólica, cabos para mineração, cabos para transmissão de energia elétrica;

• Cabo de comunicação com fio: cabo de fibra óptica com revestimento, com retardante de chama obrigatório;

• Cabos para equipamentos médicos: cabo para eletrocardiograma, cabo para detecção de oxigênio no sangue, cabo para eletrodos, cabo para massageador.

03 Comparação do desempenho de materiais para fios e cabos de TPE e TPU

(1) O TPU tem melhor resistência do que o TPE, resistência à tração e taxa de alongamento: A resistência à tração do TPU é de 2 a 3 vezes maior que a da borracha natural e da borracha sintética, e o TPU tem boa resistência à flexão; boa resistência ao desgaste, o valor de desgaste Taber é de 0,35-0,5 mg, que é o menor entre os plásticos, portanto, tem boa resistência à ruptura da superfície.

(2) Sensação e desempenho de maciez do TPE e TPU: O TPE pode ajustar a dureza e a flexibilidade em uma ampla faixa de 0 a 99A, enquanto a faixa de dureza do TPU é de 60 a 95A, mantendo a elasticidade mesmo com dureza acima de 85A. Essa é uma característica que outros elastômeros não possuem, o que confere ao TPU alta capacidade de suporte de carga e bom efeito de sucção e descarga; a sensação ao toque dos dois é bastante diferente em diferentes faixas de dureza, adaptando-se a diferentes situações de acordo com as necessidades; o TPE apresenta grande perda elástica em situações de alta dureza.

(3) O TPU de poliéter e o TPE têm boa resistência à água, mas o TPU de poliéster tem baixa resistência à água; o TPU tem melhor resistência ao óleo do que o TPE.

(4) A resistência aos raios UV do TPU de poliéster é relativamente baixa e propenso ao amarelamento. Como o anel benzênico do segmento rígido de poliuretano e o agente de cura aromático são conjugados com o éster de ácido carboxílico, ocorre uma oxidação e rearranjo, formando uma estrutura quinona com grupos cromogênicos, criando assim uma ligação insaturada no segmento do polímero; sob a ação dos raios ultravioleta, são fornecidos "radicais livres" de energia para a reação de mudança de cor, que fornece energia suficiente para destruir as ligações químicas da maioria dos polímeros, desencadeando uma reação de oxidação automática e causando envelhecimento e degradação.

O desempenho do TPU de poliéter em relação ao amarelamento é superior ao do TPU de poliéster. Após modificação, a capacidade de resistência aos raios UV pode ser aprimorada, garantindo que não amarele em um período de 1 a 2 anos. A resistência aos raios UV do TPE é geralmente superior à do TPU, portanto, o TPE resistente à descoloração apresenta desempenho muito superior ao do TPU.

Em resumo, o TPU de poliéter apresenta vantagens como resistência à hidrólise, resistência ao mofo, alta resiliência e bom desempenho em baixas temperaturas. Já o TPU de poliéster apresenta vantagens como alta resistência à tração, flexibilidade, resistência ao desgaste, resistência a solventes, resistência à oxidação e resistência a altas temperaturas.

04 Processamento e conformação de materiais para fios e cabos de TPE e TPU e comparação de custos

Comparação do processamento e conformação de materiais de fios e cabos de TPE e TPU:

(1) O TPU absorve água com muita facilidade. Ele precisa ser seco a 100℃*3~4H antes do processamento, enquanto o TPE é seco a 70~80℃*2H;

(2) Requisitos de TPU para extrusoras. Extrusoras de rosca simples de três estágios com relação L/D entre 20-30 e taxa de compressão entre 2-4 são adequadas para o processamento de TPU; a folga entre as roscas e os tubos de material é de cerca de 0,1-0,2 mm. O projeto ideal da rosca deve evitar atrito intenso e superaquecimento, que causam a decomposição e rachaduras do material, reduzindo assim as propriedades mecânicas do produto.

A velocidade da rosca depende do seu diâmetro. Como o TPU é sensível à fritura e ao corte, uma velocidade muito alta pode facilmente causar rachaduras. Se for muito baixa, também causará rachaduras devido ao longo tempo de residência. Geralmente, a velocidade da rosca é ajustada na faixa de 25 a 60 rpm, enquanto o TPE requer uma extrusora com folga relativamente maior.

(3) Antes de iniciar a impressão em TPU, certifique-se de que a rosca, a cabeça da máquina e o cilindro da rosca estejam limpos, sem cantos vivos. Todas as preparações devem estar concluídas, como a preparação do produto semiacabado, a impressão e a depuração, etc. A etapa final é abrir a rosca antes de puxar o funil para liberar o material. No estágio inicial de inicialização da máquina, tente minimizar o tempo de permanência da borracha na rosca. Após a descarga do material, a máquina deverá iniciar rapidamente em até 5 minutos. Este período crítico deve ser gerenciado com cuidado no início. Preste atenção à ordem e você terá o dobro do resultado com metade do esforço.

(4) O TPE não é sensível ao cisalhamento e não se decompõe facilmente se permanecer por muito tempo. É relativamente mais conveniente de processar.

Comparação dos custos de processamento de materiais para fios e cabos de TPE e TPU:

(1) O custo do material TPE e do TPU de poliéster não é muito diferente. O TPU de poliéster é ligeiramente mais caro, mas o custo do TPU de poliéter é relativamente alto.

(2) Os três têm a menor densidade de TPE, seguidos pela densidade de TPU de poliéter, e a maior densidade de TPU de poliéster, e o menor custo de utilização de TPE.

Ao comparar as propriedades básicas dos materiais TPE e TPU e a tecnologia de processamento de materiais, ambos apresentam vantagens e desvantagens. No entanto, a análise das cadeias produtivas nacionais de TPU e TPE revela que o canal de comercialização de matérias-primas para TPE é mais estável e conveniente, enquanto a maior parte das matérias-primas para a produção de TPU depende de importações, e o processo de produção nacional é relativamente atrasado, o que dificulta a garantia da estabilidade do produto. As características das matérias-primas de cada fabricante são bastante distintas. Nossos colegas do setor de elastômeros precisam compreender esse diferencial para facilitar o desenvolvimento de aplicações e modificações.

Por meio de uma análise aprofundada da estrutura interna do material, monitoramento em tempo real das mudanças de desempenho e identificação contínua da estabilidade, a compatibilidade e a resistência dos cabos em ambientes marítimos severos são demonstradas. Olhando para o futuro, o aprimoramento contínuo do material e da estrutura das linhas de transmissão submarinas inevitavelmente lançará uma base mais sólida para a exploração e aplicação de recursos marinhos.       

Xangai Lansheng O cabo pode atender às suas diversas necessidades de cabeamento.