Qu'est-ce que le TPE ? Tout ce qu'il faut savoir

Qu'est-ce que le TPE ? Pouvez-vous imaginer un matériau de fabrication si souple qu'il s'étire comme du caoutchouc et se moule comme du plastique ? C'est le TPE, ou élastomère thermoplastique. Il combine les propriétés du caoutchouc (souplesse et extensibilité) et celles du plastique (recyclabilité et efficacité).

La fonctionnalité du TPE lui a conféré un rôle crucial dans l'industrie manufacturière. Dans cet article, nous allons explorer les propriétés, les types et les applications du TPE pour en savoir plus sur ce matériau qui contribue à façonner le monde de la fabrication moderne d'aujourd'hui.

Qu'est-ce qu'un élastomère thermoplastique (TPE) ?

Le TPE est un matériau qui combine de manière unique la fonctionnalité et la recyclabilité des plastiques et la flexibilité et l'extensibilité du caoutchouc. Sa capacité à se plier comme le caoutchouc mais aussi à être fondu comme le plastique le rend si fonctionnel et rentable, et en fait un matériau idéal pour les industries manufacturières modernes d'aujourd'hui.

Elastomère thermoplastique est fabriqué en mélangeant des thermoplastiques durs et des élastomères souples et caoutchouteux. Ces matériaux sont combinés par fusion. On obtient ainsi un produit souple et durable qui peut être ramolli à plusieurs reprises par chauffage afin de pouvoir se plier et être réutilisé pour d'autres processus.

Propriétés communes des matériaux TPE

Examinons les propriétés courantes du TPE qui sont vraiment utiles.

Propriétés mécaniques

Dureté

L'une des principales propriétés à prendre en compte lors du choix d'un TPE est la dureté, qui permet d'évaluer la fermeté ou la souplesse du matériau au toucher. La dureté du TPE peut être mesurée à l'aide d'un outil appelé duromètre Shore. Cet outil appuie sur le matériau pour enregistrer la profondeur de l'indentation. Cet outil possède différentes échelles en fonction de la souplesse et de la dureté du matériau. L'échelle Shore sert d'indication sur le degré de rigidité ou de souplesse du TPE.

Propriétés de traction

Compte tenu de la souplesse des TPE, vous voudrez peut-être savoir jusqu'à quel point ils s'étirent, et c'est à ce moment-là que nous commençons à parler des propriétés de résistance à la traction. Elles nous aident à déterminer comment un TPE réagit lorsqu'il est étiré, tiré et même déformé.

Pour tester la résistance à la traction, les échantillons sont tirés jusqu'à ce qu'ils se brisent. Elle est mesurée en mégapascals (MPa). Plus le résultat est élevé, plus le TPE est résistant.

Kit de compression

Un autre facteur important à prendre en compte est la déformation rémanente à la compression. C'est un moyen de savoir si le matériau reprendra sa forme initiale lorsque la pression aura disparu.

Le paramètre de compression indique dans quelle mesure le matériau reste comprimé après avoir été relâché. Le résultat est mesuré en pourcentage, et plus le pourcentage est faible, plus le matériau est de qualité.

Cette propriété ne doit pas être négligée si le besoin est spécifiquement lié à des applications d'étanchéité où le matériau doit maintenir un joint étanche. Les TPE à faible déformation rémanente à la compression sont fiables car ils peuvent résister à la pression et conserver leur forme pour remplir leur fonction.

Propriétés électriques

Isolation électrique

En termes simples, l'isolation électrique signifie que l'électricité ne passe pas facilement à travers le matériau. En plus d'être une propriété importante, elle concerne également la sécurité lors de l'utilisation à proximité de composants électriques.

En raison des bonnes propriétés d'isolation électrique de nombreux types de TPE, ceux-ci sont souvent utilisés pour revêtir les fils et les câbles, fabriquer des connecteurs et des boîtiers.

Tension Résistance

Cette propriété électrique en fait un facteur important pour la sécurité.

La résistance à la tension élevée signifie que le matériau peut bloquer l'électricité même à des tensions élevées sans se rompre. Cela dit, le matériau réduit les risques d'incendie et d'électrocution.

En raison de ses bonnes performances dans ce domaine, le TPE est depuis longtemps utilisé comme matériau d'isolation électrique pour les fils, les connecteurs, les fiches et d'autres dispositifs.

Propriétés thermiques

Résistance à la température

Le TPE est un matériau précieux utilisé dans différents contextes et environnements, et sa résistance à la chaleur est donc un facteur crucial à prendre en compte. La chaleur que le matériau peut supporter dépend de l'exposition, du type de contrainte et même de sa forme.

Par exemple, en haute température comme le compartiment moteur d'un véhicule, le matériau doit être suffisamment solide pour résister à des températures élevées.

Rétrécissement

Le rétrécissement se produit lorsque le matériau réduit sa taille ou sa dimension au cours du processus de refroidissement après avoir été chauffé. Lors du passage de l'état fondu à l'état solide, les polymères subissent une contraction thermique par réaction naturelle.

Le rétrécissement n'est pas facilement visible, mais c'est tout de même un facteur à prendre en compte car il peut affecter l'application finale. Les TPE rétrécissent en fonction de leur composition ; c'est pourquoi il est important de demander à vos fournisseurs si le matériau répond à vos besoins.

Types de TPE

Le TPE n'est pas un matériau universel. Il existe une gamme de types distincts. Chaque type est conçu pour apporter des caractéristiques distinctes, adaptées à vos besoins spécifiques.

Comprendre les types de TPE vous aidera à choisir celui qui convient le mieux à une application spécifique.

Copolymères blocs styréniques (SBC/TPE-S/TPS)

Le type le plus courant est le TPE-S. Il offre une élasticité exceptionnelle et une mise en œuvre simple et facile. Il est largement utilisé pour les joints, les semelles de chaussures et les emballages.

Élastomères de polyoléfines thermoplastiques (TPO/TPE-O)

Très apprécié pour ses propriétés de résistance aux produits chimiques, ce type d'acier est à la fois solide et léger. Il est couramment utilisé dans les pièces automobiles telles que les pare-chocs et les garnitures intérieures.

Vulcanisats thermoplastiques (TPE-V/TPV/EA)

Ce type de produit combine l'élasticité du caoutchouc et la capacité de moulage des thermoplastiques. Les TPV sont durables et résistants à la chaleur, ce qui les rend appropriés pour les pièces du compartiment moteur et les joints d'étanchéité.

Polyuréthanes thermoplastiques (TPU/TPE-U)

Le TPU a la capacité de résister aux dommages causés par la friction et la pression. Il est souvent utilisé dans les appareils médicaux, les ceintures industrielles et même les étuis de téléphone.

Copolyester thermoplastique (COPE/TEEE/TPE-E)

La force du TPC réside dans sa résistance à la chaleur et sa flexibilité sous pression. Ce type de matériau est utilisé dans les tubes automobiles, l'isolation électrique et les outils électriques.

Polyamides thermoplastiques (PEBA/COPA/TPE-A/TPA)

Ce type de TPE résistant aux produits chimiques et à l'huile convient parfaitement aux environnements à haute pression tels que les conduites de carburant, les câbles à haute performance et les applications industrielles.

Comparaison des propriétés des différents types de TPE

Comment les TPE sont-ils traités ?

Vous trouverez ci-dessous les moyens habituels que vous pouvez choisir pour fabriquer des pièces lorsque le matériau que vous souhaitez utiliser est le TPE.

Moulage par injection

Moulage par injection est la méthode la plus courante de traitement des TPE. Les granulés sont généralement chauffés et fondus dans des tonneaux, puis transférés dans des moules pour se solidifier. Ce type de procédé est préféré pour produire en masse des formes et des tailles uniformes.

Extrusion

Comme dans l'autre procédé, les granulés sont également fondus dans un tonneau chauffé, mais au lieu d'être injectés dans un moule, ils sont poussés à travers une filière, idéalement pour créer des tubes et des feuilles.

Extrusion Soufflage

Extrusion-soufflage consiste à façonner le TPE fondu en un tube creux appelé paraison, qui est serré dans un moule et gonflé avec de l'air jusqu'à ce que la forme souhaitée soit obtenue. Une fois refroidie et solidifiée, la pièce est éjectée du moule.

Impression 3D

Impression 3D utilise des filaments TPE, qui sont fondus et extrudés à travers une buse pour construire un objet couche par couche. Cette méthode est idéale pour créer des formes et des designs personnalisés.

Avantages du TPE

Voici les raisons pour lesquelles vous pouvez choisir le TPE comme matériau pour votre projet :

Flexibilité et cohérence

La capacité à s'étirer et à se plier est ce qui distingue le TPE des autres matériaux, offrant la flexibilité du caoutchouc et la durabilité du plastique. Cet avantage fait du TPE un choix idéal pour les industries manufacturières qui exigent une production de masse et une uniformité.

Performance chimique

La plupart des TPE sont résistants aux huiles et aux solvants, ce qui leur permet de conserver leur forme même dans des environnements difficiles.

Polyvalence

Les TPE peuvent être souples ou fermes en fonction des besoins de fabrication. Leur polyvalence en fait le choix idéal pour des produits personnalisés répondant à des besoins différents.

Capacité d'assortir les couleurs

Des couleurs vives peuvent être ajoutées au TPE pour répondre à certaines exigences ou idées de conception sans qu'il soit nécessaire de le revêtir, ce qui entraînerait un coût supplémentaire.

Propriété écologique

La recyclabilité des TPE en fait un choix respectueux de l'environnement car elle réduit les déchets, les TPE pouvant être retraités et remodelés plusieurs fois.

Rapport coût-efficacité

La recyclabilité et la flexibilité réduisent les déchets et les coûts pour les fabricants, ce qui fait du TPE le choix idéal s'ils veulent économiser sur les coûts des matériaux.

Inconvénients du TPE

Vous voudrez peut-être aussi connaître les inconvénients de l'utilisation du TPE, tels que les suivants :

Résistance chimique plus faible

Certains TPE ne réagissent pas bien à certains produits chimiques. Cela peut les amener à s'user ou à se décomposer facilement dans certaines conditions. Cela signifie que certains TPE peuvent ne pas convenir en cas de contact avec des produits chimiques industriels agressifs, des fluides automobiles et des agents de nettoyage.

Résistance à la chaleur plus faible

Les TPE ont l'inconvénient de fondre lorsqu'ils sont exposés à la chaleur. Cela signifie qu'ils ont une capacité moindre à résister à des températures élevées. Ils sont donc susceptibles de se déformer et d'affaiblir la résistance d'un matériau. S'ils sont utilisés à des fins automobiles et industrielles, les matériaux sont généralement exposés à des températures élevées, et les TPE peuvent perdre leurs fonctions ou même poser des problèmes de sécurité.

Rampant

Les TPE s'étirent et se déforment lorsqu'ils sont exposés à des contraintes et à des forces, telles que la traction ou l'étirement, ce qui les rend inadaptés aux pièces qui doivent être fermes et stables.

Coût

Par rapport aux plastiques courants, le coût des TPE est plus élevé en raison de la complexité de leur production. Ces coûts peuvent avoir un impact significatif sur le budget des industries manufacturières qui doivent faire face à des demandes de production massives.

Limites de l'adhésion

Lorsqu'ils sont utilisés dans la fabrication de produits, les TPE doivent généralement se fondre dans d'autres matériaux. D'autres types de TPE présentent l'inconvénient de l'adhérence. Et comme ils ne se fondent pas bien avec d'autres matériaux, ils peuvent ne pas convenir aux produits qui exigent durabilité et sécurité.

Sensibilité à l'humidité

Pour certains TPE, si le séchage n'est pas correct, les pièces peuvent former des bulles et être fragiles. Comme ils absorbent l'humidité de l'air, il convient de les manipuler et de les mouler avec précaution pour obtenir les résultats souhaités.

Le TPE est-il sûr ?

Les TPE sont généralement considérés comme sûrs, en particulier lorsqu'ils sont de qualité médicale ou alimentaire, exempts d'additifs nocifs et utilisés comme prévu.

Bien que le TPE soit considéré comme sûr, il y a tout de même des considérations à prendre en compte. Certains peuvent facilement entrer en contact avec des bactéries nocives, et certains types qui s'usent facilement peuvent libérer ou gratter des produits chimiques nocifs.

Il est toujours bon de prendre en compte des facteurs tels que les étiquettes médicales et alimentaires, l'approbation de la FDA, les étiquettes sans BPA et les marques réputées.

À quoi sert le TPE ?

Les TPE sont discrètement utiles ; vous ne les remarquerez même pas dans les articles que nous utilisons au quotidien. Leur flexibilité et leur utilité les rendent utiles dans diverses industries.

Automobile

Les TPE résistants à la chaleur sont idéalement utilisés dans les compartiments moteur comme produits d'étanchéité, joints et pare-chocs.

Chaussures et produits de consommation

De nos semelles de chaussures confortables et rebondissantes à la prise en main souple des manches d'outils, des brosses à dents et des emballages, c'est le TPE qui a rendu tout cela possible. Vous serez surpris d'apprendre qu'on le trouve également dans les articles ménagers. Même dans les couches et les jouets.

Médical et alimentaire

Les TPE de qualité médicale sont utilisés dans les hôpitaux, notamment dans les tubes, les cathéters, les seringues et les films médicaux. Dans l'industrie alimentaire, on les trouve dans les emballages alimentaires et les ustensiles de cuisine.

Électronique et utilisation industrielle

Les TPE sont également utiles dans le domaine de la technologie et de l'industrie, pour les revêtements de câbles, les boîtiers électroniques et les boîtiers d'appareils.

Conclusion

Fidèle à sa promesse de polyvalence et de résistance, l'élastomère thermoplastique (TPE) a véritablement aidé les industries à trouver de meilleures solutions de fabrication. De l'automobile à l'électronique en passant par les appareils médicaux et les biens de consommation, de nombreuses industries s'appuient sur l'efficacité, la commodité et la sécurité de l'élastomère thermoplastique. L'approche innovante visant à le rendre écologique et durable en a fait une alternative encore meilleure.

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FAQ

Les TPE sont-ils imperméables ?

Oui, les TPE sont imperméables et résistants à l'humidité, ce qui les rend plus adaptés aux applications extérieures.

Peut-on colorer les TPE ?

Oui, des pigments peuvent être ajoutés au produit pour produire des couleurs vives répondant à certaines exigences.

Qu'est-ce qu'un TPE de qualité médicale ?

Les TPE de qualité médicale ont dû être soumis à des normes de sécurité strictes pour être utilisés dans les fournitures et dispositifs médicaux.

Quand dois-je envisager d'utiliser des TPE ?

Choisissez le TPE lorsque vous avez besoin d'un matériau flexible et durable dont la couleur, la forme et la fermeté peuvent être personnalisées pour répondre à vos besoins de fabrication.