Materiałowe aspekty przetwórstwa elastomerów termoplastycznych

Elastomery termoplastyczne (TPE) stanowią grupę nowoczesnych materiałów inżynierskich o przetwórczych właściwościach tworzyw termoplastycznych i mechanicznych cechach usieciowanych kauczuków. TPE należą do polimerowych materiałów heterofazowych. Struktura blokowa łańcucha polimerowego jest tak zaplanowana, aby poszczególne bloki tworzyły mikro- lub nanostrukturalne obszary (fazy) o wyraźnie różnych właściwościach fizycznych. W stanie całkowicie uplastycznionym, gdy obydwie fazy są cieczami lepkimi, struktura heterofazowa może też być zachowana. W określonej temperaturze może następować jednak przemiana typu order - disorder (aglomeracja - dezaglomeracja).Takie zjawiska wpływają na charakterystyki reologiczne tych materiałów. Bardzo często krzywa zależności lepkości od szybkości ścinania ma "przegięcia" (kształt litery S). Inną cechą charakterystyczną tych materiałów jest duża lepkość materiałów przy małych szybkościach ścinania. Wiąże się to z nietypowym zachowaniem podczas przetwarzania (wytłaczania, wtryskiwania) w porównaniu ze znanymi termoplastami inżynierskimi. Przedstawiono wyjaśnienie takiego zachowania się wielofazowych układów polimerowych, które potwierdzają charakterystyki reologiczne znanych TPE oraz niektórych mieszanin polimerowych. Praktycznym potwierdzeniem zjawisk jest m.in. zachowanie się TPE podczas wytłaczania cienkich folii.

---

Thermoplastic elastomers (TPE) are a class of modern engineering materials which exhibit processing properties of thermoplastics and possess mechanical features of vulcanized rubbers. TPE are multiphase polymer materials. The block structure of the polymer chain is conceived in a way that particular blocks form micro- or nanostructured regions (phases) with notably different physical properties. In the completely plasticized state, when both phases are viscoelastic liquids, the heterophase structure may be preserved. In a definite temperature however an order - disorder transition can occur. Such phenomena have an influence on the rheological properties of these materials. Very often the dependence of viscosity on the shear rate exhibits inflexions (S shaped). Another characteristic feature is the high viscosity of the materials at low shear rates. This is associated with unusual behavior during processing (extrusion, injection moulding) compared to well known engineering thermoplastics. An explanation of such behavior of multiphase TPE has been presented. This thesis has been documented by the rheological characteristics of known TPE and certain polymer blends. The practical evidence of the phenomena is among others the behavior of TPE during thin films extrusion.