تا پیش از ظهور TPE ها در کاربردهایی که نیاز به انعطاف، کشسانی و نرمی وجود داشت، کامپاندهای نرم PVC یا رابرها استفاده می شدند. اما با توسعه TPE های مختلف این خانواده جدید توانستند به سرعت در بسیاری از کاربردها جایگزین رقبای پایه PVC یا الاستومر خود شوند. این بخش یک مقایسه کیفی میان دو گزینه در دسترس برای تولید قطعات نرمی چونCap, plug, gasket… انجام خواهد داد.
پیش از ظهور خانواده TPE، در کاربردهایی که به انعطاف، کشسانی و نرمی نیاز داشت، استفاده از کامپاندهای نرم PVC یا رابرها امری رایج بود. اما با توسعه گسترده و تنوع روزافزون TPEها، این خانواده جدید از پلیمرها توانستند در بسیاری از موارد جایگزین گزینههای سنتی مبتنی بر PVC یا الاستومر شوند. این مقاله به مقایسهای کیفی میان دو ماده رایج در تولید قطعات نرم مانند cap، plug و gasket میپردازد تا انتخاب دقیقتری میان PVC یا TPE انجام شود.
PVC یک ماده پلاستیکی ارزان و در دسترس است که برای تبدیل شدن به یک کامپاند مناسب نیاز به افزودنیهایی مانند پایدارکننده (stabilizer)، نرمکننده (plasticizer)، روانکننده، اصلاحکننده ضربه و پرکننده دارد. دامنه کاربرد PVC بسیار گسترده است؛ از گسکت پنجره تا زیره کفش و انواع بستهبندیها. مهمترین مزیت این ماده، قیمت پایین و سهولت تأمین آن است. سایر مزایای آن شامل استحکام مکانیکی بالا، مقاومت در برابر نور خورشید، مقاومت سایش مطلوب، رسانایی الکتریکی پایین و مقاومت در برابر شعله هستند. در کنار این مزایا، PVC معایبی نیز دارد؛ از جمله مقاومت حرارتی پایین، دانسیته بالا و آزادسازی گازهای سمی در حالت مذاب. به همین دلیل، در بررسی گزینههای PVC یا TPE باید به این نقاط ضعف توجه شود.
در مقابل، TPEها خانوادهای بزرگ از پلیمرها هستند که میتوانند در دماهای بالا، برای مثال تا ۱۷۰ درجه سانتیگراد، عملکرد قابل قبولی داشته باشند. این مواد میتوانند خواصی مانند رسانایی حرارتی و الکتریکی خاص و نیز ویژگیهای سطحی متنوع ایجاد کنند. یکی از مهمترین برتریهای TPE نسبت به PVC، سازگاری آن با محیط زیست است؛ چرا که در چرخه عمر خود، هیچ ترکیب سمی یا مضر آزاد نمیکند. از جمله مزایای برجسته این گروه میتوان به انعطافپذیری بسیار بالا، مقاومت خستگی عالی، مقاومت ضربهای مناسب، پایداری در برابر مواد شیمیایی، دانسیته پایین، سبکی و فرایندپذیری خوب اشاره کرد. با این حال، در مقایسه PVC یا TPE باید به معایب TPE نیز توجه داشت؛ از جمله قیمت بالاتر و پدیدههایی مانند تغییر ابعاد، خزش و کاهش مقاومت حرارتی در طول زمان سرویسدهی.
جداول زیر به ترتیب خواص فیزیکی/مکانیکی منتخب و پایداری در برابر محیط های شیمیایی مختلف را برای PVC و TPE ها نشان می دهند.
PVC | TPE | |
Tensile Strength | 2.60 N/mm² | 0.5 – 2.4 N/mm² |
Notched Impact Strength | 2.0 – 45.0 Kj/m² | No break Kj/m² |
Thermal Coefficient of expansion | 80 x 10-6 | 130 x 10-6 |
Max Cont Use Temp | 60˚C / 140˚F | 140˚C / 284˚F |
Density | 1.38g/cm3 | 0.91 – 1.3 g/cm3 |
PVC | TPE | |
Dilute Acid | Very good | Excellent |
Dilute Alkalis | Very good | Excellent |
Oils and Greases | Good (variable) | Excellent |
Aliphatic Hydrocarbons | Very good | Excellent |
Aromatic Hydrocarbons | Poor | Poor |
Hydrogenated Hydrocarbons | Moderate (variable) | Poor |
Alcohols | Good (variable) | Excellent |
جمعبندی این مقایسه نشان میدهد که انتخاب میان PVC یا TPE وابسته به نیاز دقیق پروژه و ویژگیهای مورد انتظار از قطعه تولیدی است. اگر قیمت پایین و دسترسی آسان اولویت باشد، PVC انتخاب خوبی خواهد بود. اما در مواردی که عملکرد حرارتی، زیستمحیطی یا انعطافپذیری بالا اهمیت دارد، TPE گزینه مناسبتری خواهد بود. از اینرو، در انتخاب بین PVC یا TPE باید با در نظر گرفتن مشخصات فنی، شیمیایی و اقتصادی، تصمیمی آگاهانه اتخاذ شود.