Pourquoi l’ignifugation du TPE est-elle si difficile ? Ces 7 raisons l’expliquent.
L'élastomère thermoplastique ( TPE ), également connu sous le nom de caoutchouc artificiel ou caoutchouc synthétique, combine les excellentes propriétés du caoutchouc vulcanisé réticulé traditionnel (élasticité élevée, résistance au vieillissement et résistance à l'huile) avec le traitement pratique et les méthodes de traitement étendues des plastiques ordinaires.
Les plastiques TPE se composent principalement de deux parties : le plastique comme phase continue et le caoutchouc comme phase dispersée. Le caoutchouc nécessite généralement une compatibilité avec de l’huile adoucissante ou des plastifiants. Les agents de vulcanisation et certains additifs auxiliaires sont également indispensables. De plus, pour réduire les coûts ou améliorer certaines propriétés, certaines charges inorganiques sont ajoutées.
Selon la composition du matériau, le TPE peut être classé en : types styréniques ( SBS, SIS, SEBS, SEPS ), types oléfiniques (TPO, TPV), types diènes (TPB, TPI), types de chlorure de vinyle (TPVC, TCPE), types d'uréthane (TPU), types d'ester (TPEE), types d'amide (TPAE), types de fluor organique (TPF), types de silicone et types d'éthylène, couvrant presque tous les domaines du caoutchouc synthétique et synthétique. résines. Plusieurs compositions courantes de TPE sont répertoriées ci-dessous.
Cependant, les formulations d'élastomères thermoplastiques TPE contiennent de nombreux composants et, en raison des différences structurelles et de propriétés entre ces composants et de mécanismes peu clairs, le traitement ignifuge présente des difficultés considérables. Il existe également des risques de sécurité importants lors de l'utilisation, ce qui impose certaines limitations aux applications des produits TPE. Alors, quelles difficultés pourraient être rencontrées dans le traitement ignifuge du TPE ?
Les retardateurs de flamme ont une mauvaise compatibilité avec le substrat. Lorsque la quantité ajoutée de retardateur de flamme dans le système élastique est légèrement élevée, en particulier dans le cas d'un retardateur de flamme sans halogène, le module élastique, la flexibilité, les propriétés mécaniques et la résistance à l'usure du TPS diminuent considérablement. La fluidité à l'état fondu devient médiocre, ce qui rend l'élastomère difficile à mouler, et une migration ignifuge a tendance à se produire à la surface, provoquant une pollution de l'environnement.
Le système TPS se compose principalement d’une structure mixte multiphasée de caoutchouc, de résine polyoléfine, de plastifiant et de charge. Bien que le retardateur de flamme sans halogène pour les résines polyoléfiniques ait des formulations et des exemples relativement matures, les mécanismes ignifuges du SEBS et des polyoléfines telles que le PP et le PE sont en réalité différents. Il est assez difficile pour un ignifuge d’ignifuger simultanément plusieurs composants en plastique.
Pour réduire la dureté et obtenir un toucher plus doux, les plastiques TPE nécessitent souvent l'ajout de plastifiants (huile blanche), généralement principalement de quatre types : huiles blanches n° 26, n° 32 et n° 70. En raison des différences d'indice limite d'oxygène et de fluidité entre ces quatre types d'huile, ainsi que de l'inflammabilité inhérente des substances pétrolières, le pouvoir ignifuge des élastomères est considérablement réduit. Par conséquent, il est crucial de savoir comment résoudre la relation entre les plastifiants et le caractère ignifuge lors de la production de produits à faible dureté, et comment sélectionner le type d’huile blanche.
Sur la base des difficultés potentielles ci-dessus, quels problèmes pratiques pourraient être rencontrés lors du traitement du TPE ignifuge et quelles sont les solutions correspondantes ?
Cela se produit fréquemment lors du traitement des fils TPE, généralement dû à une température mal réglée et à un mélange inégal de retardateurs de flamme. Cela peut également résulter d’une mauvaise sélection de matrice et est bien entendu étroitement lié à la formulation du matériau. Les processeurs expérimentés excluront les problèmes d’équipement. Après un débogage répété, ils peuvent trouver la température appropriée. Cependant, la sélection de matériaux appropriés et de formulations spécifiques nécessite un examen attentif de la part des ingénieurs. Il est recommandé de communiquer davantage avec les fournisseurs de matières premières pour comprendre les propriétés des matériaux et les précautions de traitement. Choisir le bon matériau donnera deux fois plus de résultat avec moitié moins d’effort ! Le traitement des fils TPU est relativement meilleur que le traitement de la surface des fils TPE.
Jusqu’à présent, aucun fournisseur de matériaux ne peut garantir l’absence totale de floraison. Les manifestations spécifiques de la floraison comprennent : le blanchiment de la surface, le saignement de l'huile ou la buée. Avec la technologie actuelle, ce problème n’est pas encore résolu. Il est recommandé aux clients de choisir des matériaux présentant un léger blanchiment de surface lors de la sélection des matériaux. Ce type de floraison n’affectera pas ses propriétés physiques et électriques. Les matériaux présentant des saignements d'huile en surface ne doivent pas être utilisés, car ils ont tendance à se décoller et à s'écailler pendant l'utilisation. De plus, la gravité de la floraison varie. Les bons matériaux présentent une légère floraison, qui ne se produit pas facilement à court terme. Même si cela se produit, il peut être facilement essuyé avec un léger frottement des mains.
Le blanchiment des rayures est provoqué par l'ajout de composants PP et PE dans le matériau et peut être amélioré. Certains fabricants ont réalisé des produits qui ne rayent pas le blanc, mais cela est plus difficile pour le TPE que pour le TPU. En cas de pelage et d'écaillage, le niveau de qualité est assez médiocre. Ce qu’il faut souligner ici, c’est : la formulation ! Processus!
Les élastomères présentent des vitesses de traitement relativement lentes, environ 50 % plus lentes que le PVC. La température est difficile à réguler et une quantité considérable de matériel est gaspillée lors du débogage de la machine. De plus, une purge des machines est nécessaire avant la production, ce qui entraîne des déchets importants. Ceux-ci sont inévitables. Au cours de la production, il arrive parfois que la production initiale se déroule normalement, mais que des problèmes surviennent dans le traitement final. Il convient de noter ici que les matériaux de mauvaise qualité comportent des risques et que la prudence est de mise lors de leur utilisation.
Résumé
Les plastiques ignifuges TPE/TPU sont un matériau tout à fait unique. Les défis liés à l'ignifugation du TPE/TPU exigent encore que chacun fasse plus d'efforts dans la sélection des matériaux, la formulation et le processus.
Dans l'ensemble, il est recommandé de sélectionner des retardateurs de flamme liquides pour réduire la dureté tout en améliorant le caractère ignifuge, et de réduire la quantité ajoutée de retardateurs de flamme en poudre pour améliorer la transparence du produit. Utilisez des compatibilisants pour améliorer la compatibilité entre les retardateurs de flamme et le substrat, améliorer le bloom et améliorer considérablement les propriétés mécaniques. En termes de processus, adoptez des configurations de vis spéciales pour améliorer la dispersion des retardateurs de flamme dans le système, améliorer l'efficacité des retardateurs de flamme et améliorer l'apparence. Utilisez de nouveaux retardateurs de flamme à base de silicone avec un mécanisme ignifuge en phase condensée pour former une couche de charbon pyrolytique résistante à l'oxydation, améliorant ainsi l'efficacité du retardateur de flamme.
