ترموپلاستیک الاستومر مخفف شده عبارت Thermoplastic Elastomer است. تا حدود 40 سال پیش تولید قطعات پلیمری انعطافپذیر و نرم تنها با استفاده از رابرها و برخی پلاستیک های محدودی مانند PVC به دلیل وجود نرم کننده هایی برای آن امکان پذیر بود. مهمترین محدودیت رابرها فرایند پخت آن ها بود. از طرف دیگر با توجه به نگرانی های زیست محیطی پیش آمده در سال های اخیر در ارتباط با آلودگی های ناشی از قطعات پلاستیکی و لاستیکی و الزام به بازیافت آن ها، محدودیت دیگری برای استفاده از رابرهای پخت شده پیش آمد، چرا که پس از فرایند پخت قطعات رابری بازیافت پذیر نیستند و کاربرد بسیار بسیار محدودی دارند. تمامی این عوامل منجر به ظهور نسل جدیدی از پلیمرها به اسم ترموپلاستیک الاستومر شد.
امروزه ترموپلاستیک الاستومر ها کاربردهای بسیار متنوعی پیدا کرده اند و در تولید قطعات تزریقی، اکستروژن، بادی و … بدون نیاز به فرایند پخت، همراه با داشتن خواصی مشابه رابرهای پخت شده به کار می روند. در حقیقت این گروه خواص مورد انتظار از یک قطعه لاستیکی را برآورده می کنند، اما به فرایند تولید مشابه یک پلاستیک نیاز دارند. این گروه کاربردهای فراوانی در تولید قطعات خودرو، الکترونیک و الکتریک، ساختمان، وسایل خانه و شخصی و … پیدا کرده اند. تولید به صرفه و آسان با تجهیزات شکل دهی پلاستیک ها، رنگ پذیری، قابلیت تماس با مواد غذایی و بدن انسان، امکان ایجاد مقاومت در برابر نور، حرارت و اشتعال، بازیافت پذیر بودن و مهمتر از تمامی ویژگی های قبلی، امکان تنظیم خواص فیزیکی – مکانیکی در محدوده گسترده ای از اعداد منجر به رشد سریع ترموپلاستیک الاستومر ها در کاربردهای مذکور شده است.
ترموپلاستیک الاستومر ها به دو گروه عمده آلیاژی و سنتزی تقسیم می شوند. گروه اول حاصل از آلیاژ کردن (Polymer Blending) یک پلیمر نرم و انعطافپذیر، مانند انواع رابرها، با یک ترموپلاستیک است. در این مورد فرایند پذیری ترموپلاستیک الاستومر از جزء ترموپلاستیک و نرم و انعطافپذیر بودن و تنظیم خواص مکانیکی از جزء رابری حاصل می شود. با توجه به کاربرد نهایی و خواص مورد نظر، انواع رابر و ترموپلاستیک برای تولید انتخاب می شوند. تولید این گروه در اکسترودرهای صنعتی توسط واحدهای کامپاندینگ انجام می گیرد. اما گروه دوم به واسطه قرار گیری تعدادی منومر منعطف در کنار تعدادی منومر سخت ایجاد می شود و اتصال شیمیایی بین اجزای سخت و نرم ایجاد می شود. در حقیقت قسمت های نرم، موسوم به Soft block segments، تنظیم میزان انعطاف را بر عهده دارند و قسمت های سخت، موسوم به Hard block segment، تنظیم خواص مکانیکی و فرایندپذیری را بر عهده دارند. تولید این گروه توسط واحدهای پتروشیمیایی در راکتورهای شیمیایی انجام می گیرد. در فرایند شکل دهی واحدهای سخت در اثر حرارت جریان پذیر می شوند و شکل قطعه نهایی ایجاد می شود.
هر یک از گروه های اصلی ترموپلاستیک الاستومر نیز زیر گروه های مختلفی دارند که در ادامه ذکر شده است. ترموپلاستیک الاستومر های آلیاژی عموما با استفاده از ترموپلاستیک های الفینی همراه با یک رابر، مانند EPDM، تولید می شوند. فاز رابری ترموپلاستیک الاستومر می تواند به منظور دست یابی به خواص مکانیکی بهتر مانند مانایی فشاری کمتر، پخت شود، که در اینصورت ترموپلاستیک الاستومر تولیدی Thermoplastic Vulcanized (TPV) نامیده می شوند. هر چند این پخت در فرایند پذیری ترموپلاستیک الاستومر خللی وارد نمی کند. مهمترین گروه های خانواده TPE های سنتزی نیز شامل لیست زیر است:
- TPS (Styrenic Block Copolymers), SBS, SEBS, …
- TPU (Thermoplastic Polyurethane)
- TPEE (Thermoplastic co-polyester)
- COPA (Thermoplastic Polyamides)
در بخش های بعدی این مقاله با کاربردهای ترموپلاستیک الاستومر ها بیشتر آشنا خواهیم شد.
