Что такое термопластичная резина (TPR)? Свойства, использование и применение кабелей

Возьмите портативный шнур питания холодным утром, и вы обычно сможете определить, из чего сделана его оболочка, за считанные секунды. Оболочка из пластифицированного ПВХ имеет тенденцию казаться жесткой и сохранять форму, в которую она была свернута за ночь, в то время как резиновая оболочка пружинит и остается гибкой даже при замерзании. Ощущение эластичности на ощупь, часто встречающееся в современных шнурах, кабелях для инструментов и формованных рукоятках, происходит из термопластической резины, сокращенно TPR. Вкратце: термопластичная резина — это семейство материалов, которые при эксплуатации ведут себя как затвердевшая резина, но плавятся и преобразуются в пластик во время производства. В разделах ниже объясняется, как работает это двойное поведение, как TPR сравнивается с вулканизированной резиной и ПВХ, где он подходит для конструкции кабеля и какие цифры следует проверить, прежде чем указывать его.

Что такое термопластичная резина (TPR)?

Термопластичный каучук — это торговое название того, что инженеры называют термопластичным эластомером (TPE). Это не один полимер, а семейство сополимеров и смесей, состоящих из двух фаз: твердых пластиковых сегментов, которые размягчаются при нагревании, и мягких эластичных сегментов, обеспечивающих эластичность. Короче говоря, TPR обеспечивает качество резины за счет переработки пластика.

Ниже диапазона размягчения твердая фаза фиксирует мягкую фазу на месте и действует как набор физических сшивок, поэтому материал растягивается и восстанавливается, как резина. Нагрейте его выше этого диапазона, и звенья расцепятся, позволяя составу течь через экструдер или машину для литья под давлением; охладите его, и эластичное состояние вернется. В необработанном виде TPR обычно представляет собой прозрачную или молочно-белую таблетку, которую производят на стандартном оборудовании для производства термопластов, без использования печей отверждения и серы.

Коммерческие сорта делятся на пять больших семейств, и семейство, стоящее за лейблом, имеет большее значение, чем сам лейбл:

Чем TPR отличается от вулканизированной резины и ПВХ

Определяющее отличие – химия. Обычная резина становится эластичной за счет вулканизации, необратимой химической реакции сшивания; TPR опирается на обратимые физические сшивки; гибкий ПВХ приобретает мягкость за счет пластификаторов. Каждый маршрут создает отдельный профиль недвижимости.

Из этого следуют два практических следствия. Вулканизированной резине требуется несколько минут пребывания в линии вулканизации, в то время как TPR затвердевает, как только она остывает, и ее обрезки могут быть сразу отправлены обратно в машину. TPR также хорошо сцепляется с жесткими термопластичными подложками при двухэтапном формовании, поэтому компенсаторы натяжения разъемов, захваты для инструментов и кабельные вводы так часто переформовываются за один проход.

Где TPR занимает свое место в конструкции кабелей

В кабельной промышленности TPR напрямую конкурирует с гибким ПВХ и вулканизированной резиной в производстве оболочек продуктов, которые двигаются, изгибаются и подвергаются манипуляциям. Типичные области применения включают в себя:

• Шнуры электроинструментов и бытовых приборов, которым необходима сухая, цепкая поверхность и работоспособность в холодную погоду.
• Сварочные и аккумуляторные кабели проложены по цеху
• Кабели для роботов и буксирных цепей подвергаются миллионам циклов изгибания
• Оболочки кабелей для зарядки электромобилей протаскивают по бетону и перевозят зимой
• Компенсаторы натяжения разъемов и формованные заглушки

Что касается бытовых и мастерских шнуров, оболочка из ТПЭ или резиновой смеси обеспечивает работоспособность кабеля в холодных гаражах и на строительных площадках, где пластифицированный ПВХ может показаться жестким и перекручиваться. Наши гибкие кабели с резиновой оболочкой подходят для конструкций типа H07BZ-F и YC, где указано такое поведение.

Гибкие кабели в резиновой оболочке для портативного питания Эти гибкие кабели с резиновой изоляцией и оболочкой обеспечивают превосходную гибкость при низких температурах, устойчивость к маслам и истиранию, а также водонепроницаемость. Они подходят для шнуров типа H07BZ-F и YC, упомянутых для холодных гаражей, строительных площадок и портативного оборудования. Посмотреть продукт →

Зарядка электромобилей стала одной из самых динамично развивающихся областей применения материалов для оболочек из ТПЭ. Компаунды остаются гибкими при низких температурах окружающей среды, устойчивы к истиранию в результате ежедневного обращения и четко приклеиваются к формованным компенсаторам натяжения. Наши кабели для зарядки электромобилей созданы именно с учетом этих требований.

Кабели для зарядки электромобилей с оболочкой из ТПЭ Эти зарядные кабели для электромобилей, созданные для зарядки электромобилей, обеспечивают высокую устойчивость к погодным условиям, маслам и износу, а также термостойкость во время зарядки, что соответствует качествам оболочки из ТПЭ, описанной для зарядки электромобилей на открытом воздухе. Посмотреть продукт →

Выбор между ПВХ, ТПЭ и резиной для данного шнура редко зависит от одного свойства; это баланс гибкости при низких температурах, воздействия масла, атмосферных воздействий на открытом воздухе, требований к пламени и цены. Наш гид по типы и материалы кабелей электрооборудования проходит через это решение шаг за шагом.

Когда TPR — неправильный выбор

Физические сшивки TPR обратимы к нагреву, и это также его потолок. По мере того, как постоянные температуры приближаются к номинальному классу, материал постепенно размягчается, и ползучесть под зажимами, кабельными стяжками и длительными нагрузками резко возрастает. В приложениях, которым необходима стабильность размеров при повышенных температурах, таких как проводка постоянного тока на солнечных батареях, вместо этого используются химически сшитые соединения; наша статья о степень сшивки и тепловая деформация фотоэлектрических кабелей объясняет, почему этот этап лечения имеет значение.

Та же логика применима к стационарной проводке в зданиях и инфраструктуре, где холодоустойчивость является второстепенным преимуществом, а термическая стойкость преобладает. Изоляция из сшитого полиэтилена остается здесь стандартным выбором, как и в наших силовых кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена 0,6/1 кВ.

YJV22 Бронированный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена 0,6/1 кВ Этот кабель на напряжение 0,6/1 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена, армированной стальной лентой, медными жилами и оболочкой из ПВХ подходит для стационарного распределения, где важны термическая стойкость и механическая защита, как описано для проводки в зданиях и инфраструктуре. Посмотреть продукт →

Контрольный список из шести пунктов, прежде чем вы определитесь

Прежде чем одобрить какой-либо состав TPR, проработайте этот контрольный список:

1. Определите базовое семейство (SEBS, TPV, TPU, TPO или сополиэстер), поскольку из него вытекают устойчивость к атмосферным воздействиям и температуре.
2. Запросите твердость по Шору по шкале A и D, потому что одно число может скрыть широкий диапазон ощущений и сопротивления раздавливанию.
3. Сопоставьте номинал низкой температуры с наихудшим, а не средним вариантом установки.
4. Сравните температуру непрерывной эксплуатации с реальным рабочим циклом, включая тепло, выделяемое внутри пучков кабелей.
5. Убедитесь, что огнестойкие и безгалогенные марки соответствуют стандартам, указанным в вашем проекте.
6. Вместо того, чтобы соглашаться на стандартную этикетку TPR, попросите листы данных о материалах и отчеты об испытаниях кабелей.

Термопластичный каучук лучше всего понимать как характеристики резины, получаемые в результате переработки пластмасс: двухфазные материалы, физические поперечные связи которых обеспечивают эластичность в эксплуатации и выделяются при нагревании, что делает TPR быстрым в производстве, поддающимся окраске, формованию и в значительной степени пригодным для вторичной переработки. Эта комбинация объясняет, почему она стала стандартом для мягких ручек, гибких шнуров и курток для зарядки электромобилей, в то время как вулканизированная резина и сшитые полиолефины позволяют выполнять работы, требующие более высокой термостойкости. Для покупателей практический шаг — определить семейство, указанное на этикетке TPR, а затем сопоставить твердость, температурный диапазон, погодные условия и характеристики пламени с фактическим рабочим циклом кабеля или детали.