تفاوتهای کلیدی TPR در مقابل TPU برای عملکرد مواد
December 11, 2025
در دنیای پلاستیک های مهندسی، انتخاب مواد مناسب برای کاربردهای خاص اغلب یک چالش برای طراحان و مهندسان است.لاستیک ترموپلاستیک (TPR) و پلی اورتان ترموپلاستیک (TPU) به عنوان دو استالومر ترموپلاستیک به طور گسترده ای استفاده می شوند، هر کدام دارای ویژگی های متمایزی هستند که آنها را برای کاربردهای مختلف مناسب می کنند. این مقاله مقایسه عمیق از خواص مواد، تفاوت عملکرد،و کاربردهای عملی برای هدایت انتخاب مواد آگاهانه.
لاستیک ترموپلاستیک (TPR) یک کوپلیمر متشکل از پلی استیرین (PS) و یک بلوک متوسط الاستومری (معمولاً مبتنی بر بوتادین) است.توسعه یافته برای ترکیب مزایای لاستیک مصنوعی با مزایای پردازش ترموپلاستیک، TPR به طور معمول به کوپلیمرهای بلوک استیرنیک مانند SBS یا SEBS اشاره دارد. این مواد حدود 30٪ پلی استیرن در وزن دارند و بقیه بلوک وسط الاستومری است.
TPR مقاومت خستگی عالی، ثبات شیمیایی، مقاومت ضربه و بازیافت متوسط را ارائه می دهد. بر خلاف لاستیک سنتی که نیاز به ولکاناسیون دارد،مواد TPR دارای قطعات سخت پلی استیرن هستند که به عنوان پیوندهای متقاطع فیزیکی در داخل فاز لاستومر مداوم عمل می کننداجزای بوتادین انعطاف پذیری را فراهم می کنند در حالی که مناطق سخت پلی استیرن یکپارچگی ساختاری را حفظ می کنند.
در حالی که TPR محدودیت های مقاومت گرما، عملکرد خستگی پویا و مقاومت در برابر سایش را نشان می دهد (که آن را برای کاربردهای لاستیک مناسب نمی کند) ،TPR مبتنی بر SEBS نشان می دهد مقاومت برتر ازنبا این حال، EPDM ولکان شده به طور کلی در دوام طولانی مدت در فضای باز از TPR برتر است.
پلی اورتان ترموپلاستیک (TPU) شامل طیف گسترده ای از پلیمرهای پلی اورتان است که انعطاف پذیری، شفافیت، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر روغن عالی را ارائه می دهد.ساختار مولکولی منحصر به فرد TPU دارای قطعات پلیمر سخت و نرم متناوب است، فراهم کردن هم قدرت و هم انعطاف پذیری.
با تنظیم وزن مولکولی و نسبت اجزای، تولید کنندگان می توانند انواع TPU را با خواص قابل توجهی متفاوت از مواد شیمیایی مشابه تولید کنند.قطعات سخت از طریق جذب بین مولکولی مناطق شبه بلوری را تشکیل می دهند، که به عنوان عناصر متقاطع عمل می کنند که ماژول ارتجاعی بالا TPU را توضیح می دهند. در همین حال، زنجیره های طولانی تر و نرم تر این اثر را کاهش می دهند.اجازه تولید مواد با سختی و انعطاف پذیری متفاوت.
TPU رفتار ترموپلاستیک کامل را نشان می دهد که برای قالب بندی تزریقی مناسب است ، اگرچه فرآیندهای بازیافت ممکن است یکپارچگی زنجیره را کاهش دهد.هنگامی که بیش از دمای انتقال شیشه ای اجزای سخت گرم می شوند، اثر پیوند متقابل به طور کامل کاهش می یابد.
| مالکیت | TPR (متریک) | TPU (متریک) |
|---|---|---|
| سختي، ساحل D | ~10 ¢70 | ~ 55 ¢ 85 |
| قدرت کششی، فوق العاده | ۲٫۳۵ MPa | 28.0~96.0 MPa |
| قدرت کششی، بهره وری | ۱٫۵ MPa | ۵۲٫۸۰ MPa |
| ماژول انعطاف پذیر | 0.02 ۰٫۶۸ GPa | 0.62.5.50 GPa |
| قدرت کشش خم | 2.66 ∙ 24.1 MPa | 19.0~95.1 MPa |
| ماژول انعطاف | 0.0917 ۰.۸۱۴ GPa | 0.520 √4.50 GPa |
| سایش تابر، mg/1000 چرخه | 30 ¢800 | 5 ¢25 |
| نقطه ذوب | 104 ≈ 191°C | ۱۸۵٫۲۴۳ درجه سانتیگراد |
| ضریب انبساط حرارتی خطی | 110-170 μm/m°C | ۱۴۵۶ μm/m°C |
داده ها نشان می دهد که TPU به طور کلی از TPR در قدرت کششی، مدولوس انعطاف پذیری، قدرت خم شدن و مقاومت در برابر سایش،در حالی که TPR ممکن است مزایای هزینه و ضریب گسترش حرارتی را ارائه دهدهر دو ماده در محدوده سختی همپوشانی دارند، اگرچه TPU می تواند سطوح سختی بالاتر را به دست آورد.
- برنامه های کاربردی TPR:اسباب بازی ها، قطعات کفش، مهر و موم، عایق سیم و کابل و قطعات خودرو از انعطاف پذیری و پردازش آسان TPR بهره مند می شوند.
- کاربردهای TPU:کیس های دستگاه های متحرک، کفش های ورزشی، تجهیزات پزشکی، داخلی خودروها و لوله های صنعتی از مقاومت برتر TPU در برابر سایش، مقاومت در برابر روغن و قدرت بالا استفاده می کنند.
هر دو TPR و TPU از منابع پتروشیمی حاصل می شوند و با چالش های مشابه پایداری و بازیافت روبرو هستند.فرآیند به طور معمول وزن مولکولی و خواص مکانیکی را به دلیل تجزیه حرارتی کاهش می دهد.TPU مبتنی بر نفت معمولی در شرایط دفن زباله یا کمپوست عادی از نظر زیست تخریب پذیر نیست، اگرچه انواع خاص TPU مبتنی بر زیست شناسی یا اصلاح شده با بخش های تخریب پذیر در حال ظهور هستند.
TPR همچنین امکان بازیافت مکانیکی را فراهم می کند اما به طور معمول منجر به مواد با کیفیت پایین تر با عملکرد کاهش یافته می شود. مانند اکثر پلاستیک های معمولی، TPR در محیط های طبیعی بسیار آهسته تجزیه می شود.تحقیقات در مورد مونومرهای مشتق شده از جلبک برای تولید TPR ادامه دارد.
TPR به طور کلی بهره وری هزینه ای بهتر از TPU را ارائه می دهد، با قیمت هایی که معمولاً از 1.60 تا 2.00 دلار در هر کیلوگرم در مقایسه با 3.00 تا 6 دلار TPU است.00 در هر کیلوگرم (با توجه به درجه و الزامات عملکرد متفاوت است)برای کاربردهایی که الزامات عملکردی سختگیرانه ندارند، TPR اغلب یک انتخاب اقتصادی تر را ارائه می دهد.
- فلزات ترموپلاستیک (TPE-V یا TPV)
- پلیولفین های ترموپلاستیک (TPE-O یا TPO)
- کاپولیسترهای ترموپلاستیک (TPE-E، COPE یا TEEE)
- آمیدهای بلوک پلی اتری ترموپلاستیک (TPE-A)
- کاپولیمرهای بلوک استیرنیک (TPE-S)
- لاستیک های قابل پردازش ذوب (MPR)
- فلوروالستومرها (FKM، FFKM)
هنگامی که پلیمرهای ترموستات گزینه های عملی را نشان می دهند، گزینه های مواد اضافی در دسترس هستند:
- لاستیک طبیعی ولکان شده (NR)
- پلی ایزوپرین (IR)
- پلی کلروپرن (CR)
- پلی بوتادیل (BR)
- لاستیک نیترل (بوتادین) (NBR)
- الزامات عملکرد:نیاز به مقاومت کششی، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر روغن و مقاومت در برابر آب و هوا را ارزیابی کنید.
- روش های پردازش:سازگاری با فرآیندهای تولیدی مانند قالب گذاری تزریقی یا اکستروژن را در نظر بگیرید.
- محدودیت های بودجه:تعادل نیازهای عملکرد با هزینه های موثر.
- عوامل محیطی:ارزیابی الزامات مقاومت در برابر آب و هوا و ثبات شیمیایی.
- اهداف پایداری:در صورت امکان، مواد قابل بازیافت یا مبتنی بر زیست را در اولویت قرار دهید.
TPR و TPU هر دو گزینه های عالی استلاستومر ترموپلاستیک را نشان می دهند، هر کدام دارای مزایا و محدودیت های متمایز هستند. and performance characteristics—while carefully evaluating specific project requirements—engineers and designers can make optimal material selections that deliver the best performance and value for their applications.