Термопластичный эластомер как сделать

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 19.09.2024

Специальные резины, обладающие высокими рабочими характеристиками, такие как фторэластомеры, силиконы, полифосфазены и пригодные к литью под низким давлением (КЖ-процесс) полиуретаны, обычно требуют адгезивы, которые специально разработаны с учетом специфики химических свойств эластомеров и типа вулканизации. Специальные клеи предлагаются даже для диеновых каучуков, таких как БНК и гидрированный БНК, широко применяющиеся в уплотнениях.

Клеи для специальных эластомеров могут функционировать удовлетворительно как одиночные слои, то есть не требуют нанесения праймера. Функционально один или несколько адгезивных ингредиентов могут прочно и необратимо хемисор-бироваться на чистых металлах под действием нагрева при вулканизации. Для соединения с эластомером почти неизменно существуют реакционноспособные составляющие, которые образуют поперечные химические мостики с активными участками в эластомере или с помощью их активного вулканизующего действия (например, со свободными радикалами, возникающими во время пероксидной вулканизации (сшивки) силиконовых каучуков). Для приемлемой прочности склеенных специальных эластомеров пленку адгезива принято подвергать внутренней конденсации или сшивке (созданию поперечных межмолекулярных связей).

Адгезивы для специальных эластомеров часто основаны на органофункцио-нальных силанах или реакционноспособных фенольных смолах. Как и в случае клеев для диеновых каучуков, в качестве носителя иногда применяют воду, а не органические растворители.

Клеи термопластичных эластомеров

Как уже отмечалось, значение термопластичных эластомеров в последние годы заметно возросло. Для соединения большинства термопластичных каучуков выпускаются клеи, действие которых обычно сильно отличается от вулканизуемых клеящих веществ. Для получения достаточно прочных и надежных соединений необходимо опираться на физико-химические процессы — диффузию и адсорбцию — наряду с образованием поперечных мостиков или межфазных химических реакций. В процессе изготовления узлов с термопластичными эластомерами можно применить весьма ограниченный нагрев для осуществления физических или химических процессов, которые, как считается, важны для формирования хорошего соединения. Несмотря на это, некоторые адгезивы для термопластичных эластомеров составлены как двухкомпонентные системы для образования поперечных связей внутри ад-гезива. Это позволяет сделать связи более устойчивыми к сложным условиям эксплуатации.

Обладающие меньшей полярностью термопластичные эластомеры обычно требуют применения двухслойных клеевых систем. Другие, например, полиуретаны и пластифицированный ПВХ в некоторых случаях эффективно связываются с металлом или со стеклом однослойными клеями.

Йога коврик является обязательным атрибутом для любого человека, который занимается йогой. Причем это важно, как для людей, тренирующихся в фитнес клубах, так и для тех, кто делает это дома. В настоящее время существует большой выбор ковриков, причем это касается не только дизайна, но и материалов.

Рассмотрим несколько вариантов современных покрытий. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки, которые следует принимать во внимание при выборе. Эта статья основывается на нашем более чем 15-ти летнем опыте практики йоги и тестировании сотен различных ковриков. Кроме того, мы во многом опираемся на мнение авторитетных йога инструкторов, с которыми уже много лет активно сотрудничаем.

Стоит отметить, что мат должен иметь ряд качеств, благодаря которым можно достигнуть максимального удобства и комфорта при выполнении асан. К примеру, коврик должен быть не скользким, причем это касается, как стороны, которая лежит на полу, так и той, что соприкасается с телом, быть достаточно упругим, мягким, но при этом плотным, чтобы не чувствовать жесткую поверхность пола и т.д.

Существуют различные размеры ковриков, но в большинстве случаев используется определенный стандарт: около 180 см в длину и 60 см в ширину. При этом толщина может отличаться и находиться в диапазоне от 1,5 до 6 мм. Более толстые модели не позволят выполнять балансирующие асаны по причине сниженной устойчивости.

В настоящее время встречаются коврики для йоги, выполненные из разных видов материала. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы, о чем будет сказано ниже.

ЭВА (EVA) - этиленвинилацетат

Наиболее простыми и недорогими являются коврики из материала ЭВА, которые в народе ещё называют "пенка". Такие коврики изготавливаются из современного полимера – этиленвинилацетата, отсюда и название материала. Коврики ЭВА не вызывают аллергии, легкие, компактные и удобные для переноски. За счет пористой структуры такие коврики достаточно мягкие и удобные для занятий. Кроме того, это самый бюджетный вариант коврика. Из минусов можно отметить скользкую поверхность, быструю изнашиваемость и не самый качественный синтетический материал. Йогой заниматься на таком коврике неудобно из-за низкого трения (скользкости), а от интенсивных занятий материал быстро придет в негодность. Из-за особенностей материала коврики из ЭВА могут иметь неприятный запах, но обычно он быстро выветривается. Однозначно для йоги эти коврики не подходят.

ПВХ (PVC) - поливинилхлорид

Далее идут коврики из материала ПВХ. ПВХ или поливинилхлорид является одним из самых популярных материалов для изготовления ковриков. Если сравнивать с материалом ЭВА, то они более прочные и износоустойчивые, поэтому больше подходят для долгосрочных целей. Современные коврики из ПВХ достаточно упругие, мягкие и плотные, а вот антискользящие свойства у этого материала сильно зависят от производителя и той технологии, которую он использует. По типу ковриков из этого материала можно разделить на обычные коврики и коврики из плотного ПВХ (HD PVC). Коврики из ПВХ повышенной плотности более упругие и долговечные. Те, которые произведены в Европе (в основном в Германии), отличаются большей эластичностью, не скользкостью и долговечностью. Цена у ковриков ПВХ не такая бюджетная, как у ЭВА ковриков, но и качество их значительно выше.

ТПЭ (TPE) - термопластичный эластомер

Более профессиональными являются коврики из термопластичного эластомера (TPE). Такой коврик идеально подходит для йоги, поскольку обладает антискользящими свойствами, сохраняет форму, имеет плотную и упругую структуру. Коврики из термопластичного эластомера эластичные и мягкие, очень приятные на ощупь, они не выгорают на солнце и устойчивы к распространению бактерий. К минусам можно отнести то, что при соприкосновении с влагой, они становятся достаточно скользкими.

Каучук (Rubber) - резина

Ну и наконец наиболее качественным и профессиональным выбором будут коврики из натурального каучука. Они практически идеально подходят для занятий йогой, они обеспечивают великолепное сцепление с телом, поэтому человек не будет скользить даже влажными руками и ногами. Коврик из натурального каучука приятен на ощупь, не имеет химических запахов и не содержит токсинов, тяжелых металлов и красителей. К минусам относится в первую очередь высокая стоимость, а также меньшая долговечность по сравнению с ковриками, сделанными из искусственных материалов.

Полиуретан (ПУ)

PER (Polymer Enviromental Resin)

PER - это современный вспененный материал, похожий на ПВХ, но более экологичный. Технология его производства не наносит вреда окружающей среде и вашему здоровью. Этот материал не содержит фталаты, диоксины и другие токсичные добавки или тяжелые металлы. Коврики сделанные из PER не содержат латекса. Практически не имеют запаха. Они отличаются более упругой структурой и имеют немного лучшее трение, чем ПВХ коврики. Часто используется в сочетании с джутовым армированием. Как правило, они попадают в среднюю или высокую ценовую категорию в зависимости от своей плотности.

До того, как возникла индустрия изготовления йога ковриков из вспененных материалов, люди занимались на обычных хлопковых циновках. Многие и сейчас предпочитают именно хлопковый коврик, но он должен обладать некоторыми особенностями. Во-первых, он должен быть толстым. Именно толщина препятствует заворачиванию, сминанию циновки в процессе практики. Кроме того, следует иметь в виду, что хлопок довольно скользкое полотно. Поэтому нити должны быть крупными, чтобы ладони не скользили благодаря рифлению ткани. Следует учесть, что грубая хлопковая нить довольно жесткая и может вызывать неприятные ощущения в упорах на ладони или колени. В остальном это, наверное, самый экологичный материал из всех рассмотренных выше и если вас не смущают его недостатки, то приобретайте именно его. Кроме того, он выглядит очень аутентично!

TPE и TPU являются термопластичными эластомерами, которые позволяют готовому изделию легко растягиваться или сгибаться. Прежде чем мы углубимся в подробности об этих двух типах материалов, которые используются в 3D печати, давайте поговорим о гибких материалах в целом и о том, почему они используются.

Есть несколько причин, из-за которых стоит задуматься об использовании TPE или TPU пластиков для 3D печати. Это может быть необходимость гашения вибраций и амортизация, высокая ударная вязкость и хорошая устойчивость к разрыву и износостойкость, высокая устойчивость к воздействию химических веществ, а также высоким или низким температурам. При всех этих плюсах следует отметить, что печатать гибкими материалами не так то просто как хотелось бы. Как правило, чем мягче и гибче материал, тем сложнее его использовать для 3D печати.

Теперь давайте подробнее поговорим о материалах TPE и TPU и проясним различия между ними. В статье мы также рассмотрим передовые методы 3D печати и предложим вам несколько 3D моделей, которые стоит попробовать напечатать TPE или TPU пластиками.

Два TP пластика

TPE означает термопластичный эластомер. Это смесь твердого пластика и мягкой резины, поэтому он обладает как термопластичными, так и эластичными свойствами. TPE охватывает широкий спектр гибких материалов, включая термопластичный полиуретан (TPU), термопластичный сополиэфир (TCP), термопластичный полиамид (TPA).

TPU означает термопластичный полиуретан. Это наиболее распространенный тип TPE, который находится в группе гибких материалов, обладающих большей жесткостью.

Разбираемся в путанице

Поскольку термины TPE и TPU часто путают, стоит внести ясность.

TPE известен как мягкий материал и доступен уже несколько лет. С другой стороны, TPU появился на рынке совсем недавно, поэтому он новичок на рынке.
TPE - это неспецифический термин для гибкого материала, тогда как материал TPU относится к более жесткому, но все еще гибкому материалу.

Теперь, когда мы знаем базовые вещи об этих материалах для 3D печати, давайте подробнее рассмотрим их различия.

Особенности настроек 3D печати гибкими TPU и TPE пластиками

3D печать TPE пластиками

Печать TPE пластиками может вызывать проблемы из-за эластичности. Рекомендуется печатать со следующими настройками:

Температура экструдера: 210 ºC - 260 ºC
Температура стола: без подогрева - 110 ºC
Скорость 3D печати: 5-30 мм/с
Если 3D печать идет слишком быстро, это может привести к застреванию. TPE лучше работает с экструдером с прямым приводом, поэтому будьте особенно осторожны, если у вас экструдер типа Bowden.

Цены некоторых популярных марок TPE материалов: eSun TPE (около 42 долларов США / кг), MatterHackers Pro Series TPE (около 55 долларов США / 0,5 кг) и 3DXFlex TPE (около 68 долларов США / 0,5 кг).

3D печать TPU пластиками

Хорошей новость - печатать TPU пластиками легче, чем TPE, потому что он относительно жесткий. Но по сравнению с жесткими материалами, такими как PLA, 3D печать TPU пластиками все же сложнее. Рекомендуется печатать со следующими настройками:

Температура экструдера: 210 ºC - 230 ºC
Температура стола: без подогрева - 60 ºC
Скорость 3D печати: 5-30 мм/с
Очень важно снизить скорость экструзии и ретракта, чтобы оптимизировать процесс 3D печати.

Цены некоторых популярные марок TPU материалов: Kodak Flex TPU (около 50 долларов США / 0,75 кг), Ultimaker TPU (около 70 долларов США / 0,75 кг), TPU серии MatterHackers Build (около 45 долларов США / кг), Polymaker PolyFlex (около 55 долларов США / 0,75 кг) и, один из самых популярных, NinjaTek (около 55 долларов за 0,5 кг).

Что напечатать на 3D принтере с помощью TPU или TPE пластиков

Теперь мы знаем, что TPU - это разновидность TPE. TPE пластики обычно мягче, чем TPU, что означает, что 3D печать TPU вызывает меньше проблем. В общем, если вам нужны более тяжелые, жесткие и долговечные предметы, выбирайте TPU, но для более легких, мягких и гибких моделей выбирайте TPE.

Вот несколько классных 3В моделей, которые можно попробовать напечатать TPE или TPU пластиками:

Игорь Окороков - инженер-технолог обувного производства, выпускник Витебского государственного технологического университета легкой промышленности. С 2002 года работает специалистом различных обувных компаний России.

Материалы, применяемые для изготовления подошв

Подошва — одна из самых важных частей обуви, которая предохраняет ее от износа и во многом определяет срок ее службы. Именно подошва подвергается интенсивным механическим воздействиям, истиранию о землю и многократным деформациям. Поэтому материалы, применяемые для изготовления подошв, должны быть максимально устойчивы к воздействию окружающей среды. В этой статье я расскажу, из каких материалов может быть сделана подошва и каковы преимущества и недостатки каждого из них.

Методы крепления подошвы

Существует два основных метода крепления подошвы: клеевой и литьевой. Но вопреки расхожему мнению, технология крепления никак не влияет на потребительские свойства обуви. Клеевой метод используется для классической и модельной обуви выходного дня, чаще всего на кожаной или тунитовой подошве. В изготовлении комфортной обуви для повседневной носки чаще всего применяется литьевой способ.

Для подошв из разных материалов свойственны разные методы крепления. Подошвы из полиуретана чаще всего изготавливают методом прямого литья, но в редких случаях заранее отлитую подошву клеят к верху. Подошвы из ТПУ получают методом литья при высокой температуре под давлением. Также из термополиуретана делают набойки. Низ из термоэластопласта формуется литьем под давлением, а затем приклеивается. ПВХ-подошвы чаще всего крепят литьевым методом при изготовлении обуви для активного отдыха и повседневной носки. Подошвы из ЭВА присоединяют к верху обуви только литьевым методом, а тунитовые и кожаные — только клеевым. Для ТПР могут применяться оба варианта.

Подошвы из полиуретана (ПУ, PU)

Достоинства: Полиуретан обладает хорошими эксплуатационными свойствами: он мало весит, так как имеет пористую структуру, хорошо сопротивляется истиранию, гибок, отличается отличной амортизацией и хорошей теплоизоляцией. Изготовленные из полиуретана подошвы — легкие и гибкие, поэтому применяются в обуви, где эти характеристики имеют особенное значение.

Недостатки: Пористая структура полиуретана является и своеобразной оборотной стороной медали. Например, из-за нее полиуретановая подошва имеет плохое сцепление со снегом и льдом, поэтому зимняя обувь с подошвой из ПУ сильно скользит. Также минусом является большая плотность материала и потеря эластичности при низких (от -20 градусов) температурах. Следствием этого становятся разломы в местах изгиба подошвы, скорость появления которых зависит от особенностей эксплуатации обуви, в частности, от походки человека, степени его подвижности и других факторов.

Подошвы из термополиуретана (ТПУ, TPU)

Достоинства: Термополиуретан обладает достаточно высокой плотностью, благодаря чему из него можно изготавливать подошвы с глубоким протектором, которые обеспечивают отличное сцепление с поверхностью. Также достоинствами ТПУ является высокая износостойкость и сопротивление деформации, в том числе порезам и проколам.

Недостатки: Высокая плотность термополиуретана является одновременно и его недостатком, ведь из-за этого вес термополиуретановой подошвы достаточно велик, а эластичность и теплоизоляция оставляют желать лучшего. Для улучшения этих характеристик ТПУ часто комбинируют с полиуретаном, тем самым добиваясь снижения веса подошвы, повышая ее теплоизоляцию и эластичность. Такой способ называется двухкомпозиционным литьем, и узнать его довольно просто: изготовленная по такой технологии подошва состоит из двух слоев, и верхний слой сделан из полиуретана (ПУ), а нижний, контактирующий с землей, выполнен из термополиуретана.

Подошвы из термоэластопласта (ТЭП, TRP)

Достоинства: Этот материал может считаться всесезонным. Он прочен, эластичен, устойчив к морозам и износу. ТЭП обеспечивает хорошую амортизацию и сцепление с грунтом. Благодаря технологии изготовления подошвы из ТЭП, ее внешний слой получается монолитным, что обеспечивает ему прочность, а внутренний объем — пористым, сохраняющим тепло. Термоэластопласт может быть переработан, а это значит, что его использование в подошвах экономит ресурсы и не загрязняет окружающую среду.

Недостатки: При высоких и очень низких температурах (свыше 50 градусов и ниже -45 градусов) ТЭП теряет свои свойства, поэтому его используют только в повседневной обуви и, к слову, редко применяют для спецобуви.

Подошвы из поливинилхлорида (ПВХ, PVC)

Достоинства: Подошвы из ПВХ хорошо сопротивляются истиранию, стойки к воздействию агрессивных сред и легки в изготовлении. Их часто используют в домашней и детской обуви, а раньше особенно широко применяли для спецобуви, так как при смешивании с каучуком ПВХ получает такие свойства, как масло- и бензостойкость.

Недостатки: ПВХ используется только при производстве повседневной обуви для осени или весны, потому что этот материал имеет большую массу и низкую морозостойкость, не выдерживая температуры ниже -20 градусов. Кроме того, подошва из ПВХ плохо крепится к кожаному верху обуви, поэтому качественная обувь из кожи с подошвой из ПВХ сложна и дорога в производстве.

Подошвы из этиленвинилацетата (ЭВА, EVA)

Достоинства: ЭВА — очень легкий материал, обладающий хорошими амортизирующими свойствами. Используется в основном в детской, домашней, летней и пляжной обуви, а в спортивной обуви — в форме вставок, потому что способен поглощать и распределять ударные нагрузки.

Недостатки: С течением времени подошвы из ЭВА теряют свои амортизирующие свойства. Это происходит из-за того, что стенки пор разрушаются, и вся масса ЭВА становится более плоской и менее упругой. Также ЭВА не подходит в качестве материала для зимней обуви, поскольку этот материал очень скользкий и неустойчив к морозам.

Подошвы из термопластичной резины (ТПР, TPR)

Термопластичная резина — это обувная резина, сделанная из синтетического каучука, который прочнее, чем каучук натуральный, но не менее эластичен. Впрочем, современные технологии позволяют с помощью различных добавок повысить его гибкость.

Достоинства: Термопластичная резина обладает малой плотностью и, соответственно, меньшей массой, чем другие материалы. В ней нет сквозных пор, поэтому через нее не проходит влага. Однако поверхностные поры в ТПР есть, и они обеспечивают высокую теплозащиту. Кроме того, ТПР, как и другие пористые резины, — упругий материал, обеспечивающий хорошие амортизационные свойства. Благодаря этой характеристике обувь с подошвой из ТПР снимает излишнюю нагрузку на ноги и позвоночник.

Недостатки: Малая плотность материала может быть не только достоинством, но и недостатком. В случае с ТПР она ведет к тому, что подошва из этого материала не отличается особенно выдающимися теплозащитными свойствами. Кроме того, во влажную и морозную погоду подошва из термопластичной резины сильно скользит.

Подошвы из кожи (leather)

Достоинства: Кожаная подошва используется во всех типах обуви, включая детскую, домашнюю и модельную всех сезонов. Обувь на кожаной подошве отлично выглядит и позволяет ноге дышать, поскольку является природной мембраной.

Недостатки: При ношении во влажную погоду кожаная подошва может деформироваться, а уход за ней подразумевает постоянное использование специальных спреев и пропиток. Кожа обладает низкой износостойкостью, поэтому на кожаные подошвы рекомендуется установка профилактики, а для зимней обуви она обязательна, иначе без нее подошва будет скользить по льду и снегу и деформироваться еще быстрее.

Подошвы из тунита (tunit)

Достоинства: По внешнему виду, твердости и пластичности тунитовые подошвы похожи на кожаные, но лучше ведут себя в эксплуатации: почти не стираются и не промокают. На такие подошвы легко нанести рельеф, что придает им чуть большее сцепление с поверхностью, чем коже.

Недостатки: Но даже несмотря на это обувь на тунитовой подошве очень скользкая из-за высокой жесткости материала. Поэтому тунит используется при изготовлении только летней и весенне-осенней обуви клеевого метода крепления.

Подошвы из дерева (wood)

Достоинства: Дерево — это экологически чистый и очень гигиеничный материал, а деревянные подошвы имеют оригинальный внешний вид. Впрочем, в последнее время вместо дерева для изготовления обуви чаще используется клееная фанера. Она может быть из древесины березы, дуба, бука или липы и как материал легче поддается механической обработке, хорошо формуется и недорого стоит. Также популярностью пользуются подошвы с использованием пробкового материала. Имея с ними дело, надо понимать, что пробковое дерево из-за своей природной мягкости не может служить основным материалом для изготовления подошвы, поэтому пробка используется только для декоративной обтяжки.

Недостатки: Деревянные подошвы жесткие, быстро истираются и обладают плохой водостойкостью. При изготовлении таких подошв расходуется много материала. Обтяжка из пробки подвержена сколам и дефектам из-за мягкости материала.

Читайте также: