1 Mehaanilised omadused
Reguleerides pehmete ja kõvade segmentide suhet, saab polüeeter-esterelastomeeride kõvadust laias vahemikus muuta (Shore D 32–82); nende elastsus ja tugevus jäävad kummi ja plasti omade vahele. Võrreldes teiste termoplastsete elastomeeridega (TPE), on polüeeter-esterelastomeeridel madala -deformatsiooni tingimustes kõrgem moodul kui teistel samaväärse kõvadusega TPE-del. Kui moodul on kriitiline konstruktsiooniparameeter, võimaldab polüeeter-esterelastomeeride kasutamine vähendada valmistoote ristlõikepinda, minimeerides seeläbi materjalikulu.
Polüeeter{0}}esterelastomeeridel on erakordselt kõrge tõmbetugevus. Võrreldes termoplastiliste polüuretaanidega (TPU-dega), on polüeeter-esterelastomeeridel oluliselt suurem surve- ja tõmbemoodul; järelikult on identse komponendi valmistamisel sama kõvadusega polüeeter-esterelastomeeri ja TPU-ga võimalik taluda suuremaid koormusi. Ümbritsevast temperatuurist kõrgemal temperatuuril säilitavad polüeeter-esterelastomeerid kõrge paindemooduli, kuid-erinevalt TPU-dest- ei muutu nad madalal temperatuuril liiga jäigaks. Seetõttu sobivad need eriti hästi-konsooltalade või pöördemomenti kandvate komponentide{10}}tootmiseks ning sobivad eriti hästi rakendusteks, mis hõlmavad kõrget{11}}temperatuuri keskkonda. Polüeeter{13}}esterelastomeerid näitavad suurepärast paindlikkust madalal{14}}temperatuuril; nende sälguline löögitugevus madalatel temperatuuridel ületab teiste TPE-de oma, samas kui nende kulumiskindlus on võrreldav TPU-de omaga. Madala -pingejõu tingimustes on polüeeter-esterelastomeeridel suurepärane väsimuskindlus ja minimaalne hüstereesikadu. See omadus koos nende suure elastsusega muudab materjali ideaalseks valikuks korduva tsüklilise koormusega rakenduste jaoks, nagu hammasrattad, rullid, painduvad haakeseadised ja rihmad.
2 Soojusomadused
Kui pole stabiliseeritud antioksüdantidega, lagunevad polüeeter{0}}estertermoplastsed elastomeerid kiiresti erinevates tingimustes-, sealhulgas kokkupuutel veeudu, osooni ja väliskeskkonnaga. Selle lagunemise tulemuseks on viskoossuse ja suhtelise molekulmassi vähenemine, materjali katkemise venivuse vähenemine ja selle hetkelise elastse taastumise kiiruse halvenemine. See lagunemisreaktsioon polüeeter-estrites kulgeb vaba-radikaali mehhanismi kaudu, mis on tõenäoliselt alguse saanud oksüdatiivsest rünnakust polümeeri karkassi eetri hapnikuaatomitega külgnevatele süsinikuaatomitele. Ahela katkestamisel tekib formaldehüüd; see formaldehüüd oksüdeeritakse seejärel sipelghappeks, mis omakorda katalüüsib edasist ahela katkemist. Polüeeteresterelastomeeride vastupidavuse suurendamiseks oksüdatiivse lagunemise suhtes tuleks kasutada sobivaid stabiliseerimismeetodeid; lisatud stabilisaatorisüsteem peaks sisaldama vabade radikaalide püüdjaid, peroksiidi lagundajaid ja formaldehüüdi püüdjaid.
Polüeeterester elastomeeridel on suurepärane termiline stabiilsus; üldiselt, mida kõrgem on kõvadus, seda parem on kuumakindlus. Kirjanduse aruanded näitavad, et kui neid kuumutatakse 10 tundi 110 kraadi ja 140 kraadi juures, ei kaasne polüeeteresterelastomeeride kaalu praktiliselt mingit langust; isegi pärast 10-tunnist kuumutamist 160 kraadi ja 180 kraadi juures jääb kaalulangus minimaalseks -vaid vastavalt 0,05% ja 0,1%. Isotermilised termogravimeetrilised kõverad näitavad, et polüeeteresterelastomeerid hakkavad kaalust alla võtma 250 kraadi juures, saavutades kumulatiivse kaalukaotuse 5% võrra 300 kraadi võrra, kusjuures märkimisväärne kaalulangus toimub üle 400 kraadi. Sellest tulenevalt on polüeeteresterelastomeeridel väga kõrge maksimaalne kasutustemperatuur-ja lühiajalise kokkupuute{17}}limiidid on veelgi kõrgemad{18}} ja nad on võimelised taluma autode tootmisliinidel tavaliselt esinevaid värvi{19}küpsetustemperatuure (150–160 kraadi). Lisaks on nende mehaaniliste omaduste kadu nii kõrgel kui ka madalal temperatuuril minimaalne. Kui seda kasutatakse temperatuuril üle 120 kraadi, ületab polüeeteresterelastomeeride tõmbetugevus oluliselt termoplastiliste polüuretaanide (TPU) oma.
Lisaks näitavad polüeeterester elastomeerid suurepäraseid tulemusi madalal{0}}temperatuuril. Nende rabe punkt langeb alla -70 kraadi; pealegi, mida madalam on kõvadus, seda suurem on külmakindlus, mis võimaldab enamikku polüeeterester elastomeere kasutada pidevalt pikema aja jooksul isegi -40 kraadi juures. Tänu polüeeteresterelastomeeride tasakaalustatud jõudlusele nii kõrges kui ka madalas temperatuurivahemikus on neil erakordselt lai töötemperatuuri aken, mis on võimeline tõhusalt toimima vahemikus -70 kuni 200 kraadi.
3. Vastupidavus keemilisele keskkonnale
Polüeeteresterelastomeeridel on suurepärane õlikindlus ja nad taluvad toatemperatuuril enamikke polaarseid vedelaid keemilisi aineid (nagu happed, alused, amiinid ja glükooliühendid). Siiski on nad vastuvõtlikud halogeenitud süsivesinike (välja arvatud freoonid) ja fenoolsete ühendite mõjule. Üldiselt paraneb nende keemiline vastupidavus otseselt proportsionaalselt kõvaduse suurenemisega. Polüeeterester elastomeeridel on enamiku orgaaniliste lahustite, kütuste ja gaasidega kokkupuutel tugev vastupidavus paisumise ja läbitungimise suhtes; täpsemalt on nende kütuse läbilaskvus kõigest üks-üks-kolm{5}}sajandik tavaliste õli-kindlate kummide, nagu neopreen, klorosulfoonitud polüetüleen ja nitriilkummi, omast. Siiski on polüeeterester elastomeeridel suhteliselt halb vastupidavus kuumale veele; polükarbodiimiidi stabilisaatorite lisamine võib oluliselt suurendada nende hüdrolüüsikindlust. On teatatud, et PEN või PCT sisestamine polüeeteresterelastomeeride molekulaarsete ahelate PBT kõvadesse segmentidesse annab suurepärase vee- ja kuumakindlusega materjalid.
4. Ilmastikukindlus ja vananemiskindlus
Polüeeterester elastomeerid näitavad suurepärast keemilist stabiilsust paljudes erinevates tingimustes, sealhulgas kokkupuutel veeudu, osooniga ja välisõhu vananemisega. Nagu enamiku TPEde puhul, toimub lagunemine ultraviolettkiirguse (UV) valguse mõjul. Selle mõju leevendamiseks võib kasutada kaitsvaid lisandeid,-sh tahma, erinevaid pigmente ja muid varjestusmaterjale-. Fenoolsete antioksüdantide ja bensotriasool--tüüpi UV-absorbeerijate sünergiline kasutamine osutub eriti tõhusaks kaitseks UV- põhjustatud vananemise eest.
Valguse ja kuumuse poolt põhjustatud oksüdatsioon on kaks peamist tegurit, mis põhjustavad polüeeteresterelastomeeride lagunemist ja vananemist. Eelkõige PEG-PBT-kopolüestrid on halvasti vastupidavad nii kuumusele kui ka valgusele, mistõttu on need väga vastuvõtlikud tugevale termilisele -oksüdatiivsele ja foto-oksüdatiivsele lagunemisele. Kõrgendatud temperatuur kiirendab seda lagunemisprotsessi. Vananemise edenedes ja molekulmassi vähenedes väheneb materjali venivus katkemisel ja selle hetkeline elastsuse taastumise määr halveneb.
Lisaks on polüeeteresterelastomeeridel erinev tundlikkus hüdrolüüsi suhtes. Veega kokku puutudes läbivad need elastomeerid ristsidumisreaktsioonid, mille tulemuseks on geelitaoliste ainete suurenenud moodustumine. PEG-PBT kopolüestrite loomupärane vastuvõtlikkus hüdrolüütilise lagunemise suhtes on just see omadus, mida kasutatakse nende kasutamisel inimkehasse implanteerimisel biomaterjalide karkassidena. Vesikeskkonnas lagunevad PEG-PBT kopolüestrid hüdrolüütilise mehhanismi kaudu: veemolekulid ründavad PEG- ja PBT-segmentide vahel asuvaid estersidemeid, põhjustades polümeeriahelate lõhenemist. Saadud lagunemissaadused koosnevad PEG-st ja madala{8}}molekulaarsest-PBT fragmentidest. Lagunemise kiirust mõjutavad mitmesugused tegurid, -sh koostis, temperatuur, pH tase ja ensümaatiline aktiivsus-kõrgemad PEG-sisaldused, temperatuurid ja pH väärtused, mis üldiselt põhjustavad kiiremat lagunemiskiirust. Kahe koostisosa suhteliste proportsioonide täpse reguleerimisega saab lagunemiskiirust kohandada erinevate rakenduste spetsiifilistele nõuetele.
5. Kõrge vastupidavus
Kui vedrude valmistamisel kasutatakse TPEE materjale, annavad need komponentidele erakordselt pika kasutusea. See võimalus hõlbustab sujuvat ja stabiilset töötamist sellistes rakendustes nagu raudteesüsteemid, võimaldades rongidel sooritada manöövreid -sealhulgas käivitada, kiirendada, aeglustada ja peatada- märkimisväärse sujuvusega. Erinevalt metallvedrudest ei roosteta, ei rikne see looduslikes keskkonnatingimustes ega kannata elastsuse murdumise või elastsuse kadumise all. Lisaks pakub see kummimaterjalidega võrreldes suurepärast korduvkasutatavust, säilitades samal ajal suurepärase elastsuse.
6. Töötlemine ja vormitavus
TPEE-l on suurepärane sulamisstabiilsus ja piisav termoplastsus, mille tulemuseks on suurepärane töödeldavus. Seda saab töödelda mitmesuguste termoplastiliste töötlemismeetoditega, nagu ekstrusioon, survevalu, puhumisvormimine, pöörlev vormimine ja sulavalu. Madalatel nihkekiirustel on TPEE sulamisviskoossus nihkekiiruse muutuste suhtes suhteliselt tundetu; kõrge nihkekiiruse korral aga sulamisviskoossus väheneb nihkekiiruse kasvades. Kuna TPEE-sulad on temperatuuri suhtes väga tundlikud, -sulamise viskoossus varieerub temperatuurikõikumiste vahemikus vaid 10 kraadi -mitu kuni mitukümmend korda, tuleb vormimisprotsessi ajal rangelt kontrollida temperatuuri.
Tagamaks, et vaigu niiskusesisaldus jääks alla 0,1%, tuleb materjal enne töötlemist eelkuivata-kuumaõhukuivatis (80–120 kraadi juures 6–8 tundi).
1. Ekstrusioonvormimine
Standardsete plastist ekstruuderite abil saab TPEE-d ekstrudeerida mitmesugusteks vormideks, nagu lehed, torud, vardad ja traatkatted. Tavaliselt kasutatakse üldotstarbelist järk-järgult süvenevat kruvikonstruktsiooni, mille pikkuse- ja -läbimõõdu (L/D) suhe on suurem või võrdne 24:1 ja surveaste (2,7–4:1).
2. Pritsevormimine
Survevalutehnikad võimaldavad toota väga erineva kuju ja suurusega esemeid. Selle rakenduse jaoks eelistatakse kolb--kruviga süstimismasinaid, kuna need toodavad väga ühtlase ja ühtlase temperatuurijaotusega sula. Kruvikanali sügavus peaks järgima järkjärgulist profiili; soovitatav on surveaste 3,0–3,5 koos kruvi L/D suhtega (18–24):1. Sissepritserõhk on tavaliselt vahemikus 80–120 MPa, kasutades aeglast{10}}kuni{11}}keskmist süstimiskiirust.
3. Puhumisvormimine
Puhumisvormimise rakendused nõuavad vaiku, millel on kõrge sulamisviskoossus ja sulamistugevus. Rakendades polümeeri ekstrusiooni ajal keemilist ahela-pikendustehnikat-, lisades TPEE molekulaarahelatesse spetsiaalsed funktsionaalsed segmendid,-on võimalik toota kõrge-viskoossusega TPEE sorte, mis vastavad suurte spetsiaalsete komponentide (nt mootori õhu sisselasketoru) puhumisvormimise nõuetele.
4. Muud vormimisprotsessid
TPEE sobib ka selliste protsesside jaoks nagu rotatsioonvalu ja sulavalu. Näiteks saab pöörlevat vormimist kasutada selliste esemete nagu kuulide ja väikeste torudeta rehvide valmistamiseks. Seevastu sulavalu eeliseks on madalad töötlemiskulud ja suurepärane mõõtmete stabiilsus valmistoodetes.
