Эластомеры

Эластомер — особая категория полимерных материалов, главная отличительная черта которых — способность к существенным обратимым деформациям. Под механическим воздействием они могут растягиваться и сжиматься, а после устранения нагрузки — самопроизвольно восстанавливать исходную конфигурацию.

Эта особенность, обусловленная сетчатой архитектурой макромолекул, обеспечивает им востребованность в современных технологиях.

Деление на категории основывается на реакции полимеров на тепловое воздействие. Выделяют два основных типа.

1. Реактопласты (эластомеры термореактивного типа)

После завершения технологического цикла отверждения эти соединения формируют необратимую пространственную структуру. Последующий нагрев приводит не к размягчению, а к деструкции материала, что исключает возможность его вторичного использования. Их молекулярная решетка создается прочными ковалентными связями.

Типичным представителем этой группы выступает полиуретан, ценимый за превосходную стойкость к абразивному износу и контакту с нефтепродуктами.

2. Термопластичные эластомеры (ТПЭ, TPE)

Данные материалы интегрируют упругость классических каучуков и технологичность термопластов. Главное их преимущество — способность к многократному плавлению и последующему формованию. Это возможно благодаря наличию физических узлов сшивки, распадающихся при нагреве.

Переработка эластомера TPE осуществляется на стандартном оборудовании для пластиков, что снижает себестоимость продукции и упрощает утилизацию.

Технология эластомеров, или создание изделий из эластомеров — это многоступенчатый процесс, нацеленный на формирование заданных эксплуатационных качеств. Ключевые стадии — это смешивание ингредиентов (компаундирование), придание формы и финальное отверждение.

Современная индустрия предлагает несколько основных методов переработки:

• Литьевое формование под давлением. Эффективно для серийного выпуска деталей со сложной конфигурацией и минимальными допусками.
• Профильная экструзия. Применяется для получения непрерывных изделий: шлангов, листовых материалов, герметизирующих элементов.
• Вулканизация в пресс-форме. Традиционный способ, востребованный при производстве крупногабаритных изделий, таких как покрышки.

В настоящее время все большее внимание уделяется вопросам рециклинга полимерных материалов, что особенно актуально для термопластичных разновидностей, в то время как реактопласты чаще направляются на измельчение с последующим использованием в качестве техногенного наполнителя.

Широкий ассортимент доступных марок и неоспоримые преимущества определяют разнообразие потребительских свойств и, соответственно, сфер применения.

• Способность к значительным обратимым деформациям без остаточных изменений.
• Превосходная сопротивляемость износу, что критически важно для деталей, работающих в условиях трения.
• Инертность по отношению к углеводородам, растворителям и другим химикатам.
• Хорошие демпфирующие способности: эффективное гашение механических колебаний и вибраций.

Благодаря этому спектру характеристик эластомеры нашли применение в автомобилестроении (шины, сайлентблоки), машиностроении (конвейерные ленты, уплотнения), медицине (катетеры, маски) и производстве товаров народного потребления (обувь, спортинвентарь). Термопластичные марки часто выбирают для создания изделий, где необходима тактильная мягкость в сочетании с долговечностью — рукоятки, колеса офисной мебели, элементы дизайна.

Перспективы развития применения и производства эластомеров связаны с созданием новых материалов с заданными свойствами, таких как биосовместимые составы для имплантологии и электропроводящие полимеры для гибкой электроники, что открывает для этих материалов принципиально новые рынки, включая аэрокосмическую отрасль и робототехнику.