Hướng dẫn Chọn Vật liệu TPE cho Ép phun
January 13, 2026
Hãy tưởng tượng bạn cần một sản phẩm mới kết hợp được tính linh hoạt của cao su với khả năng đúc của nhựa, đồng thời tránh được những thách thức về xử lý và tái chế phức tạp của cao su nhiệt rắn truyền thống. Chất đàn hồi nhiệt dẻo (TPE) đã nổi lên như một giải pháp, mang lại cả độ đàn hồi giống cao su và khả năng đúc phun giống nhựa, cùng với khả năng tái chế. Bài viết này cung cấp một phân tích toàn diện về vật liệu TPE, so sánh chúng với cao su nhiệt rắn và trình bày chi tiết sáu loại TPE chính—từ các đặc tính hóa học đến các thông số hiệu suất và các ứng dụng điển hình—để giúp các kỹ sư và nhà thiết kế đưa ra các quyết định sáng suốt cho các dự án đúc phun.
Sự khác biệt quan trọng nhất giữa chất đàn hồi nhiệt dẻo (TPE) và chất đàn hồi nhiệt rắn (như cao su silicon lỏng, LSR) nằm ở liên kết phân tử của chúng. TPE mềm ra khi được nung nóng và cứng lại khi được làm nguội—một quá trình có thể đảo ngược tương tự như nhựa nhiệt dẻo. Ngược lại, cao su nhiệt rắn trải qua liên kết ngang hóa học trong quá trình đúc, tạo thành các mạng lưới ba chiều vĩnh viễn không thể nung chảy lại sau khi đóng rắn. Sự khác biệt này tác động trực tiếp đến các phương pháp xử lý, đặc tính hiệu suất và khả năng tái chế.
Những khác biệt chính bao gồm:
- Xử lý: TPE có thể được xử lý bằng máy ép phun tiêu chuẩn. Nhựa được nung nóng cho đến khi tan chảy, được bơm vào khuôn và làm nguội để đông cứng. Cao su nhiệt rắn yêu cầu đúc ở nhiệt độ thấp hơn, sau đó là liên kết ngang hóa học ở nhiệt độ cao để đóng rắn.
- Khả năng tái chế: Vì TPE không liên kết ngang nên chúng có thể được nung chảy lại và tái chế, phù hợp với các mục tiêu bền vững. Cao su nhiệt rắn không thể tái chế và thường kết thúc bằng cách đốt hoặc chôn lấp.
- Tối ưu hóa quy trình: TPE có thể được xử lý bằng cùng một thiết bị như nhựa nhiệt dẻo tiêu chuẩn, cho phép tối ưu hóa quy trình như đúc phủ hoặc đúc phun nhiều màu để hợp lý hóa sản xuất và giảm chi phí.
TPE không phải là một loại vật liệu duy nhất mà bao gồm sáu loại chính với thành phần và cấu trúc hóa học riêng biệt, dẫn đến các tính chất và ứng dụng khác nhau. Việc lựa chọn TPE phù hợp đòi hỏi phải xem xét tuổi thọ của bộ phận, chi phí, môi trường vận hành và các yêu cầu hiệu suất cụ thể.
Bảng dưới đây tóm tắt các đặc tính chính của sáu loại TPE chính, mỗi loại được khám phá chi tiết trong các phần tiếp theo:
| Loại TPE | Tên thương hiệu phổ biến | Kháng hóa chất | Ổn định kích thước | Tỷ trọng | Độ bền kéo | Độ cứng Shore | Nhiệt độ sử dụng liên tục tối đa | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TPV (Chất lưu hóa nhiệt dẻo) | Geolast, Santoprene, Sarlink | Tốt | Tốt | Cao | Trung bình | 40A - 50D | 135°C | Phớt, vòng đệm, bộ giảm chấn, bộ phận dưới mui xe |
| TPU (Polyurethane nhiệt dẻo) | Texin, Elastollan, Desmopan | Tuyệt vời (dựa trên polyester) | Tốt (với chất phụ gia) | Cao | Cao | 65A - 80D | 120°C | Vỏ bảo vệ, đồ thể thao, thiết bị y tế, giày dép, bánh xe trượt |
| TPO (Polyolefin nhiệt dẻo) | Polytrope, Hostacom, Thermorun | Tốt | Tốt | Thấp | Cao | 75A - 80D | 120°C | Nội thất ô tô: bảng điều khiển, bộ giảm chấn, lớp lót mái |
| SBC (Styrenic Block Copolymer) | K-Resin, Kraton, Asaflex | Hạn chế | Tốt | Thấp | Thấp-Trung bình | 15A - 50D | 110°C | Tay cầm mềm mại, nút, núm, tay nắm, miếng đệm gel |
| COPE (Chất đàn hồi Copolyester) | Hytrel, Pibiflex, Herafle | Tốt | Tốt | Cao | Cao | 90A - 80D | 140°C | Đồ nội thất, ống bọc bụi ô tô, bộ giảm chấn, bộ phận giả |
| PEBA (Polyether Block Amide) | Vestamid, Pebax | Tốt | Tốt | Thấp | Cao | 80A - 75D | 170°C | Thiết bị y tế, dụng cụ thể thao, thiết bị điện tử |
TPV bao gồm các vật liệu nhiệt dẻo cứng với các vùng cao su liên kết ngang phân tán, tạo ra bề mặt mềm mại, mờ và khả năng chống nén tuyệt vời. Các loại trong suốt thường không có sẵn.
Tính chất chính:
- Kháng hóa chất tốt
- Ổn định kích thước mạnh
- Tỷ trọng cao hơn
- Độ bền kéo trung bình
- Độ cứng Shore: 40A - 50D
- Nhiệt độ sử dụng liên tục tối đa: 135°C
Ứng dụng: Chủ yếu được sử dụng để bịt kín, giảm chấn và bảo vệ trong:
- Phớt (chứa chất lỏng/khí)
- Vòng đệm và ống bảo vệ (bảo vệ dây/cáp)
- Bộ giảm chấn ô tô (hấp thụ va đập)
- Các bộ phận dưới mui xe (kháng nhiệt/hóa chất)
TPU là các copolyme khối với các phân đoạn cứng/mềm xen kẽ có chứa liên kết urethane. Đáng chú ý với độ cứng cao hơn, độ trong suốt tốt, độ nén vừa phải và khả năng chống mài mòn/rách vượt trội. Thích hợp để sử dụng ngoài trời nhưng cần sấy khô trước khi đúc. Hiện tại là TPE duy nhất có thể in 3D.
Tính chất chính:
- Kháng hóa chất đặc biệt (đặc biệt là loại dựa trên polyester)
- Ổn định kích thước tốt (có thể tăng cường bằng chất phụ gia)
- Tỷ trọng cao hơn
- Độ bền kéo cao
- Độ cứng Shore: 65A - 80D
- Nhiệt độ sử dụng liên tục tối đa: 120°C
Ứng dụng: Lý tưởng cho các sản phẩm có độ bền cao, chống mài mòn:
- Vỏ bảo vệ (thiết bị điện tử)
- Dụng cụ thể thao (giày, đồ bảo hộ)
- Thiết bị y tế (ống thông, màng)
- Các bộ phận giày dép
- Bánh xe trượt (khả năng chống mài mòn/va đập cao)
TPO kết hợp các polyolefin cứng (thường là polypropylene) với các vùng cao su không liên kết ngang mềm. Độ cứng cao của chúng mang lại khả năng chống va đập mạnh, với một số loại chống chịu thời tiết có sẵn. So với TPU, TPO có độ nén thấp hơn và giảm chi phí.
Tính chất chính:
- Kháng hóa chất tốt
- Ổn định kích thước mạnh
- Tỷ trọng thấp hơn
- Độ bền kéo cao
- Độ cứng Shore: 75A - 80D
- Nhiệt độ sử dụng liên tục tối đa: 120°C
Ứng dụng: Chủ yếu là ô tô:
- Các bộ phận nội thất (bảng điều khiển, tấm cửa)
- Bộ giảm chấn bên ngoài (khả năng chống va đập/thời tiết)
- Lớp lót mái (độ bền nhẹ)
SBC kết hợp các khối styrene cứng với các vùng chất đàn hồi mềm, thường được pha trộn với các polyme cứng hơn như polypropylene. Loại TPE mềm nhất, đàn hồi nhất có bề mặt bóng, độ giãn dài cao, độ trong suốt tốt và khả năng chống mài mòn khá. Hiệu suất khác nhau đáng kể theo công thức.
Tính chất chính:
- Kháng hóa chất hạn chế
- Ổn định kích thước tốt
- Tỷ trọng thấp hơn
- Độ bền kéo thấp-trung bình
- Độ cứng Shore: 15A - 50D
- Nhiệt độ sử dụng liên tục tối đa: 110°C
Ứng dụng: Được ưa chuộng cho các ứng dụng cảm ứng mềm mại:
- Tay cầm công thái học (dụng cụ, thiết bị)
- Nút/núm điều khiển (thiết bị điện tử, thiết bị)
- Tay nắm (xe đạp, xe máy)
- Miếng đệm gel (đế lót, miếng lót chuột)
COPE kết hợp các phân đoạn cứng polyester tinh thể với các phân đoạn mềm vô định hình, vượt trội về khả năng chịu nhiệt, độ bền xé và khả năng chống va đập. Chúng cũng thể hiện khả năng chống rão tốt và hấp thụ độ ẩm thấp.
Tính chất chính:
- Kháng hóa chất tốt
- Ổn định kích thước mạnh
- Tỷ trọng cao hơn
- Độ bền kéo cao
- Độ cứng Shore: 90A - 80D
- Nhiệt độ sử dụng liên tục tối đa: 140°C
Ứng dụng: Môi trường đòi hỏi khắt khe yêu cầu:
- Các bộ phận nội thất (độ bền/tính thẩm mỹ)
- Ống bọc bụi ô tô (bảo vệ khỏi chất gây ô nhiễm)
- Bộ giảm chấn (hấp thụ va đập)
- Bộ phận giả (tương thích sinh học/độ bền)
PEBA xen kẽ các khối cứng polyamide với các khối chất đàn hồi mềm, mang lại khả năng chống mỏi uốn dẻo, chống rão và độ bền va đập đặc biệt. Chúng hoạt động tốt ở nhiệt độ cao với độ nén thấp.
Tính chất chính:
- Kháng hóa chất tốt
- Ổn định kích thước mạnh
- Tỷ trọng thấp hơn
- Độ bền kéo cao
- Độ cứng Shore: 80A - 75D
- Nhiệt độ sử dụng liên tục tối đa: 170°C
Ứng dụng: Các ứng dụng hiệu suất cao yêu cầu:
- Thiết bị y tế (ống thông, bộ phận bơm hơi)
- Dụng cụ thể thao (giày trượt tuyết, giày chạy bộ)
- Thiết bị điện tử (vỏ cáp, đầu nối)
Việc lựa chọn TPE phù hợp đòi hỏi phải đánh giá toàn diện các tính chất, ứng dụng và cấu trúc chi phí của từng loại. Bằng cách hiểu rõ các ưu điểm và hạn chế của các loại TPE khác nhau, các kỹ sư và nhà thiết kế có thể tối ưu hóa hiệu suất sản phẩm, giảm chi phí sản xuất và cuối cùng đạt được thành công về mặt thương mại. Đối với các ứng dụng thực tế, nên tham khảo ý kiến kỹ thuật chi tiết với các nhà cung cấp vật liệu để đảm bảo lựa chọn vật liệu chính xác, đáng tin cậy.