TPE contre TPR : principales différences entre les élastomères thermoplastiques

Choisir le matériau idéal pour la conception d'un produit peut être un défi, surtout face au large éventail d'élastomères disponibles. Les élastomères thermoplastiques (TPE) et les caoutchoucs thermoplastiques (TPR) présentent souvent un dilemme en raison de leurs apparences similaires et de leurs propriétés comparables. Cependant, des différences subtiles entre ces matériaux peuvent avoir un impact significatif sur les performances du produit. Cet article fournit une analyse approfondie des caractéristiques, des applications et des critères de sélection des TPE et TPR pour vous aider à prendre des décisions éclairées.

À première vue, les TPE et les TPR partagent de nombreuses propriétés communes :

• Haute résistance à la fatigue par flexion
• Excellente résistance à la déchirure et à l'abrasion
• Haute résistance aux chocs
• Bonnes propriétés diélectriques
• Résistance supérieure aux intempéries et aux produits chimiques
• Recyclabilité
• Plage de température de fonctionnement : -30 °C à 140 °C

La différence fondamentale entre ces matériaux réside dans leurs polymères de base. Le TPE est généralement modifié à partir du SEBS (copolymère à blocs styrène-éthylène-butylène-styrène), tandis que le TPR est couramment modifié à partir du SBS (copolymère à blocs styrène-butadiène-styrène).

Le SEBS est la version hydrogénée du SBS. Le SBS, un copolymère à blocs styrène-butadiène-styrène, est largement utilisé dans les outils à main et autres produits nécessitant des surfaces douces au toucher. L'hydrogénation introduit de l'hydrogène moléculaire dans les molécules insaturées dans des conditions de réaction spécifiques, ce qui donne des structures moléculaires saturées qui améliorent les propriétés anti-vieillissement et anti-jaunissement. Ce processus améliore également la résistance à la chaleur et à la corrosion, rendant le TPE généralement supérieur au TPR en termes de performances.

• Mélanges de polyoléfines (TPE-O)
• Copolymères à blocs de styrène (TPE-S)
• Alliages d'élastomères
• Polyuréthanes thermoplastiques (TPE-U)
• Polyamides thermoplastiques (TPE-A)
• Copolyesters thermoplastiques (TPE-E)

Les TPE et les TPR combinent la moulabilité des plastiques avec l'élasticité du caoutchouc, ce qui les rend précieux dans les applications d'ingénierie. La dureté du matériau est mesurée à l'aide de l'échelle du duromètre Shore. Le TPE peut être formulé en matériaux gel doux allant de 20 Shore OO à 90 Shore AA. Au-delà de 90 Shore AA, les matériaux passent à l'échelle Shore D, atteignant jusqu'à 85 Shore D.

Le TPR offre une plage de dureté similaire, allant de 20 Shore OO à 85 Shore D. À l'état solide, le TPE est un matériau multiphasique composé de domaines mous et durs. Ses propriétés semblables à celles du caoutchouc proviennent de la température de transition vitreuse de la phase caoutchouc et de la température de fusion ou de transition vitreuse de la phase dure.

• Excellente résistance aux intempéries
• Bonne résistance aux hautes températures
• Résistance supérieure à la fatigue
• Potentiel de réduction des coûts

Les applications courantes comprennent les dispositifs médicaux, les outils de quincaillerie, les appareils électroniques, les équipements de sport, les jouets, les composants automobiles et les appareils de communication.

Le TPR est un matériau en caoutchouc souple thermoplastique combinant les propriétés physiques du caoutchouc avec les capacités de moulage par injection des thermoplastiques. Les applications typiques comprennent les tapis de sol automobiles personnalisés et les revêtements de benne de camion.

Les caractéristiques typiques du TPR comprennent :

• Bonne rétention de forme
• Flexibilité réglable
• Flexibilité accrue avec une teneur plus élevée en caoutchouc
• Odeur contrôlable
• Léger
• Couleurs personnalisables

Le TPR est plus performant que le TPE dans les applications de collage (par exemple, chaussures et jouets) car le TPE ne réagit pas bien aux adhésifs. Autres applications du TPR :

• Tuyaux
• Fils et câbles
• Mastics
• Modificateurs d'asphalte
• Garnitures automobiles
• Joints
• Emballages
• Films et feuilles
• Pièces moulées par injection

Le TPE peut réduire considérablement les coûts car il peut être traité sur des machines à plastique standard. Il combine l'attrait esthétique du caoutchouc thermoplastique traditionnel avec une facilité de traitement, ce qui le rend adapté au moulage par injection à haut volume. Les TPE et les TPR sont 100 % recyclables et peuvent généralement être réutilisés jusqu'à cinq fois (selon la qualité).

Le TPR offre l'apparence, le toucher et l'élasticité du caoutchouc thermodurci combinés à la processabilité des plastiques. Il convient aux procédés de moulage par injection, de moulage par soufflage et de thermoformage. Bien que les matériaux en caoutchouc soient généralement considérés comme ayant une résistance à la traction plus élevée, la sélection des matériaux doit être basée sur les exigences spécifiques du projet et les caractéristiques des composants.

Essentiellement, le TPE peut être considéré comme une version plus souple du TPR, ce qui en fait le choix préféré lorsque plus de flexibilité et de douceur sont requises.