1 מאפיינים מכניים
על ידי התאמת היחס בין מקטעים רכים לקשים, ניתן לגוון את הקשיות של אלסטומרים פוליאתרים- בטווח רחב (Shore D 32–82); הגמישות והחוזק שלהם נופלים בין אלו של גומי ופלסטיק. בהשוואה לאלסטומרים תרמופלסטיים אחרים (TPEs), אלסטומרים פוליאתרים-אסטרים מציגים מודולוס גבוה יותר בתנאי מתח נמוך- מאשר TPEs אחרים בעלי קשיות שווה. כאשר מודולוס הוא פרמטר עיצובי קריטי, השימוש באלסטומרים פוליאתרים-מאפשר הפחתה של שטח החתך-של המוצר המוגמר, ובכך למזער את צריכת החומרים.
אלסטומרים פוליאתרים-אסטרים בעלי חוזק מתיחה גבוה במיוחד. בהשוואה לפוליאוריתנים תרמופלסטיים (TPUs), אלסטומרים של פוליאתרים- אסטרים מציגים מודולי דחיסה ומתיחה גבוהים משמעותית; כתוצאה מכך, כאשר מייצרים רכיב זהה באמצעות אלסטומר פוליאתר-אסתר ו-TPU באותה קשיות, הראשון מסוגל לעמוד בעומסים כבדים יותר. בטמפרטורות מעל הסביבה, אלסטומרי פוליאתרים-שומרים על מודול כיפוף גבוה, אך-בניגוד ל-TPUs-הם לא הופכים קשיחים יתר על המידה בטמפרטורות נמוכות. זה הופך אותם-למתאימים במיוחד לייצור קורות שלוחות או רכיבים נושאי מומנט{{10}, ואידיאליים במיוחד עבור יישומים הכוללים{11}סביבות טמפרטורות גבוהות. אלסטומרים של פוליאתרים-מפגינים גמישות מעולה בטמפרטורה-נמוכה; חוזק הפגיעה המחורץ שלהם בטמפרטורות נמוכות עולה על זה של TPEs אחרים, בעוד שעמידות השחיקה שלהם דומה לזו של TPUs. בתנאי עקה-נמוכים, אלסטומרים של פוליאתרים-מפגינים עמידות מעולה לעייפות ואובדן היסטרזיס מינימלי. מאפיין זה, בשילוב עם האלסטיות הגבוהה שלהם, הופך את החומר לבחירה אידיאלית עבור יישומים הכוללים העמסה מחזורית חוזרת ונשנית, כגון גלגלי שיניים, רולים, צימודים גמישים וחגורות.
2 מאפיינים תרמיים
אלא אם כן מיוצבים עם נוגדי חמצון, אלסטומרים תרמופלסטיים פוליאתרים-אסטר עוברים פירוק מהיר בתנאים שונים-כולל חשיפה לערפל מים, אוזון וסביבות אטמוספריות חיצוניות. השפלה זו גורמת להפחתה בצמיגות ובמשקל המולקולרי היחסי, לירידה בהתארכות החומר בשבירה ולהידרדרות בקצב ההתאוששות האלסטית המיידי שלו. תגובת הפירוק הזו באסטרים של-פוליאתרים מתרחשת באמצעות מנגנון רדיקלי חופשי-, שכנראה יוזמה על ידי התקפה חמצונית על אטומי הפחמן הסמוכים לאטומי החמצן באתר בתוך עמוד השדרה של הפולימר. במהלך ניתוק השרשרת, נוצר פורמלדהיד; פורמלדהיד זה מחומצן לאחר מכן לחומצה פורמית, אשר, בתורה, מזרזת פיצול שרשרת נוסף. כדי להגביר את העמידות של אלסטומרים פוליאתרים בפני פירוק חמצוני, יש להשתמש בשיטות ייצוב מתאימות; מערכת המייצבים הנוספת צריכה לכלול מנקות רדיקלים חופשיים, מפרקי חמצן ופורמלדהיד.
אלסטומרים פוליאתרים מפגינים יציבות תרמית מצוינת; בדרך כלל, ככל שהקשיות גבוהה יותר, כך עמידות החום טובה יותר. דיווחי ספרות מצביעים על כך שכאשר הם נתונים לחימום מתמשך במשך 10 שעות ב-110 מעלות ו-140 מעלות, אלסטומרים פוליאתרים אסטרים אינם חווים כמעט ירידה במשקל; גם לאחר חימום במשך 10 שעות ב-160 מעלות ו-180 מעלות, הירידה במשקל נשארת מינימלית-רק 0.05% ו-0.1%, בהתאמה. עקומות תרמו-גרבימטריות איזותרמיות מגלות שאלסטומרים אסטרים של פוליאתר מתחילים לרדת במשקל ב-250 מעלות, ומגיעים לירידה מצטברת במשקל של 5% על 300 מעלות, כאשר ירידה משמעותית במשקל מתרחשת מעבר ל-400 מעלות. כתוצאה מכך, לאלסטומרים של פוליאתר אסטר יש טמפרטורת שירות מקסימלית גבוהה מאוד-עם מגבלות גבוהות עוד יותר לחשיפה לטווח קצר-והם מסוגלים לעמוד בטמפרטורת-אפייה של צבע (150-160 מעלות) הניתנות בדרך כלל לקווי ייצור של רכבים. יתר על כן, הם מפגינים אובדן מינימלי של תכונות מכניות על פני טמפרטורה גבוהה ונמוכה כאחד. בשימוש בטמפרטורות העולות על 120 מעלות, חוזק המתיחה של אלסטומרים פוליאתרים עולה באופן משמעותי על זה של פוליאוריטן תרמופלסטי (TPU).
בנוסף, אלסטומרים פוליאתרים אסטרים מפגינים ביצועים יוצאי דופן בטמפרטורה-נמוכה. נקודת השבירה שלהם יורדת מתחת ל-70 מעלות; יתר על כן, ככל שהקשיות נמוכה יותר, כך עמידות הקור גדולה יותר, מה שמאפשר להשתמש ברוב האלסטומרים הפוליאתרים ברציפות לתקופות ממושכות בטמפרטורות נמוכות עד -40 מעלות. הודות לביצועים המאוזנים שמפגינים אלסטומרים אסטר פוליאתר בטווחי טמפרטורות גבוהים ונמוכים כאחד, יש להם חלון טמפרטורת הפעלה רחב במיוחד, המסוגל לתפקד ביעילות בטווח של -70 מעלות עד 200 מעלות.
3. עמידות בפני מדיה כימית
אלסטומרים פוליאתרים אסטרים בעלי עמידות מצוינת לשמן, ובטמפרטורת החדר, הם יכולים לעמוד ברוב המדיות הכימיות הנוזליות הקוטביות (כגון חומצות, בסיסים, אמינים ותרכובות גליקול). עם זאת, הם רגישים להשפעות של פחמימנים הלוגנים (למעט פריונים) ותרכובות פנוליות. בדרך כלל, העמידות הכימית שלהם משתפרת ביחס ישר לעלייה בקשיות. אלסטומרים פוליאתרים אסטרים מפגינים עמידות חזקה בפני התנפחות וחדירה כאשר הם נחשפים לרוב הממיסים, הדלקים והגזים האורגניים; באופן ספציפי, החדירות שלהם לדלק היא רק -שליש עד-שלוש-מאית מזה של גומיות עמידות שמן- רגילות, כגון ניאופרן, פוליאתילן כלורוסולפוני וגומי ניטריל. עם זאת, אלסטומרים פוליאתרים אסטרים מציגים עמידות גרועה יחסית למים חמים; תוספת של מייצבי פוליקרבודיאימיד יכולה לשפר משמעותית את עמידותם להידרוליזה. דווח כי הכנסת PEN או PCT למקטעים הקשים של PBT בתוך השרשראות המולקולריות של אלסטומרי פוליאתר אסטר מניבה חומרים בעלי עמידות טובה יותר למים ולחום.
4. עמידות בפני מזג אוויר ועמידות להזדקנות
אלסטומרי פוליאתר אסטר מפגינים יציבות כימית מצוינת במגוון רחב של תנאים, כולל חשיפה לערפל מים, אוזון והזדקנות אטמוספרית חיצונית. כפי שקורה ברוב ה-TPE, השפלה מתרחשת בהשפעת אור אולטרה סגול (UV). ניתן להשתמש בתוספים מגנים-כולל פחמן שחור, פיגמנטים שונים וחומרי מיגון אחרים-כדי למתן את ההשפעה הזו. השימוש הסינרגטי של נוגדי חמצון פנוליים ובולמי UV מסוג -בנזוטריאזול מתגלה כיעיל במיוחד במתן הגנה מפני הזדקנות UV-.
חמצון המושרה על ידי אור וחום מהווה את שני הגורמים העיקריים המניעים את השפלה וההזדקנות של אלסטומרים פוליאתרים אסטרים. PEG-קופוליאסטרים PBT, בפרט, מציגים עמידות ירודה הן לחום והן לאור, מה שהופך אותם לרגישים מאוד לפירוק תרמי-חמצוני וצילום-חמצוני. טמפרטורות גבוהות מאיצות תהליך השפלה זה. ככל שההזדקנות מתקדמת והמשקל המולקולרי יורד, התארכות החומר בהפסקה פוחתת, וקצב ההתאוששות האלסטית המיידי שלו מתדרדר.
יתר על כן, אלסטומרים פוליאתרים אסטרים מציגים דרגות שונות של רגישות להידרוליזה. כאשר הם נחשפים למים, האלסטומרים הללו עוברים תגובות-הצלבות, וכתוצאה מכך היווצרות מוגברת של חומרים דמויי ג'ל. הרגישות המובנית של קופוליאסטרים PEG-PBT לפירוק הידרוליטי היא בדיוק התכונה הממונפת כאשר משתמשים בהם כפיגומים ביולוגיים להשתלה בגוף האדם. בסביבות מימיות, PEG-קו-פוליאסטרים PBT מתכלים באמצעות מנגנון הידרוליטי: מולקולות מים תוקפות את קישורי האסטר הממוקמים בין מקטעי PEG ו-PBT, וגורמות לשרשראות הפולימר להתבקע. תוצרי הפירוק המתקבלים מורכבים מ-PEG ומקטעי PBT בעלי משקל-מולקולרי- נמוך. קצב הפירוק מושפע מגורמים שונים-כולל הרכב, טמפרטורה, רמת pH ופעילות אנזימטית-עם תכולת PEG, טמפרטורות וערכי pH גבוהים יותר שמובילים בדרך כלל לקצבי פירוק מהירים יותר. על ידי התאמה מדויקת של הפרופורציות היחסיות של שני המרכיבים המרכיבים, ניתן להתאים את קצב הפירוק כך שיעמוד בדרישות הספציפיות של יישומים מגוונים.
5. חוסן גבוה
כאשר משתמשים בחומרי TPEE בייצור קפיצים, הם מקנים חיי שירות ארוכים במיוחד לרכיבים. יכולת זו מאפשרת פעולה חלקה ויציבה ביישומים כגון מערכות רכבת, ומאפשרת לרכבות לבצע תמרונים-כולל התנעה, האצה, האטה ועצירה-בנזילות יוצאת דופן. בניגוד לקפיצי מתכת, הוא אינו מחליד, מתקלקל בתנאי סביבה טבעיים, או סובל משבר אלסטי או אובדן גמישות. יתר על כן, בהשוואה לחומרי גומי, הוא מציע שימוש חוזר מעולה תוך שמירה על גמישות מעולה.
6. עיבוד ועובש
ל-TPEE יש יציבות נמס מעולה ותרמופלסטיות בשפע, וכתוצאה מכך יכולת עיבוד מעולה. ניתן לעבד אותו באמצעות מגוון טכניקות עיבוד תרמופלסטיות, כגון אקסטרוזיה, הזרקה, יציקת מכה, יציקה סיבובית ויציקה נמס. בקצבי גזירה נמוכים, צמיגות ההיתוך של TPEE אינה רגישה יחסית לשינויים בקצב הגזירה; עם זאת, בקצבי גזירה גבוהים, צמיגות ההיתוך יורדת ככל שקצב הגזירה עולה. מאחר שהמסי TPEE רגישים מאוד לטמפרטורה-עם צמיגות ההיתוך המשתנה בפקטור של כמה עד כמה עשרות פעמים בתוך טווח תנודות טמפרטורה של 10 מעלות בלבד -יש לשלוט בקפדנות על הטמפרטורה במהלך תהליך היציקה.
כדי להבטיח שתכולת הלחות של השרף תישאר מתחת ל-0.1%, יש צורך -לייבש את החומר מראש באמצעות מייבש אוויר חם-(ב-80-120 מעלות למשך 6-8 שעות) לפני העיבוד.
1. דפוס שחול
באמצעות מכבשי פלסטיק סטנדרטיים, ניתן להוציא TPEE לצורות שונות כגון יריעות, צינורות, מוטות וכיסוי תיל. בדרך כלל נעשה שימוש בעיצוב בורג למטרות כלליות-, שמעמיקות בהדרגה, הכוללות יחס אורך-ל-קוטר (L/D) גדול או שווה ל-24:1 ויחס דחיסה של (2.7–4):1.
2. הזרקה
טכניקות הזרקה מאפשרות ייצור של פריטים במגוון רחב של צורות וגדלים. מכונות הזרקת בורג- הדדיות מועדפות עבור יישום זה, מכיוון שהן מייצרות נמס עם פיזור טמפרטורה אחיד ועקבי במיוחד. עומק ערוץ הבורג צריך לעקוב אחר פרופיל הדרגתי; מומלץ יחס דחיסה של 3.0–3.5, יחד עם יחס L/D בורג של (18–24):1. לחצי ההזרקה נעים בדרך כלל בין 80 ל-120 MPa, תוך שימוש במהירות{10}}עד{11}}בינונית.
3. Blow Molding
יישומי יציקת מכה דורשים שרפים המציגים צמיגות התכה וחוזק התכה גבוהים. על ידי יישום טכניקות הרחבת-שרשרת כימית במהלך שחול פולימר-במיוחד על ידי שילוב מקטעים פונקציונליים מיוחדים בשרשרות המולקולריות של TPEE-ניתן לייצר דרגות TPEE-בעלות צמיגות גבוהה המסוגלות לעמוד בדרישות ליציקת רכיבים מיוחדים גדולים (כגון אוויר מנוע).
4. תהליכי דפוס אחרים
TPEE מתאים גם לתהליכים כמו יציקה סיבובית ויציקה נמס. לדוגמה, ניתן להשתמש ביציקה סיבובית לייצור פריטים כגון כדורים וצמיגים קטנים ללא טיובלס. יציקת נמס, לעומת זאת, מציעה את היתרונות של עלויות עיבוד נמוכות ויציבות מימדית מעולה במוצרים המוגמרים.
