En artikel som visar hur TPE-film tillverkas

I segmenterade TPE-material sker permeation huvudsakligen i gummiartat tillstånd, i den mjuka segmentfasen med elasticitet, snarare än genom den hårda segmentfasen. Permeationsegenskaperna motsvarar därför variationen i innehållet av hårda segment. Generellt sett bestämmer innehållet av mjuka segment huvudsakligen vattenångpermeabiliteten.

Mjuk sektion

De grundläggande mjuka polyetersegmenten som används för TPE-filmer är huvudsakligen PEO- och PEG- eller PPO/PEO-sampolymerer, men PTMG används också.

Kompletta PPO-kedjesegment används i princip inte i ånggenomsläppliga TPE:er. Vanligtvis används en blandning av olika mjuka segment för att balansera de fysikaliska egenskaperna: PEO är till exempel mer hydrofilt, medan PTMG har utmärkta mekaniska egenskaper och inte sväller lika mycket som PTMG. Att öka CH2/O2-förhållandet minskar kompatibiliteten mellan de mjuka och hårda segmenten.

Molekylvikten för de hydrofila kedjesegmenten ligger inom samma storleksordning som andra polyeterbaserade TPE:er, dvs. (600-4000 g/mol).

TPE syntetiserade från PEO har den högsta permeabiliteten, nära den hos välkända hydrofila material som cellulosa och polyvinylalkohol. En nackdel med att använda PEO är att filmytan är för klibbig.

Enligt absorptions-diffusionsmodellen är ångpermeabiliteten en funktion av mängden permeat och hastigheten för diffusiv rörelse.

Vattenabsorption är starkt korrelerad med innehållet av PEO i den mjuka sektionen och även med molekylvikten hos den mjuka sektionen. Att öka molekylvikten hos det mjuka segmentet samtidigt som vattenabsorptionen förbättras tros vara relaterad till graden av separation mellan de mjuka och hårda segmenten. Mjuka segment med låg molekylvikt resulterar vanligtvis i filmer med starka fysikaliska egenskaper. De mjuka segmenten med högre molekylvikt bildar mer uttalade PEO-mikroregioner, men de hårda segmenten är svagare och kan absorbera stora mängder vatten.

Ökningen av vattenupptaget visar vanligtvis en exponentiell ökning, vilket kan förklaras av den fysiska tvärbindningen. Dessa tvärbindningar ger svällningsgränserna för den hydrofila mikroregionen. Vid låg PEO-halt binds det absorberade vattnet till PEO-kedjesegmenten; över en viss PEO-halt ökar det fritt vatten.

Hård sektion

Smältpunkten för ånggenomsläppliga TPE-filmer bestäms huvudsakligen av typen av hård sektion. Den höga smälttemperaturperioden ses i högtemperaturprocesser för att ge termisk stabilitet, såsom laminering, vattentäta tyger, lamineringsfilmer. PA12 har 12 kolatomer på sin upprepade enhet. De flesta TPU-hårda segment erbjuder en smältpunkt på 175 °C eller lägre, medan vissa TPE av polyestertyp har en smältpunkt på upp till 200 °C. En rad viktiga fysikaliska egenskaper såsom draghållfasthet och nötningsbeständighet bestäms också i hög grad av det hårda segmentet, till exempel kombinationen av . Till exempel är filmer som kombinerar PA12 och TPU-hårda sektioner som innehåller kväve vanligtvis starkare.

Filmtillverkning

De vanligaste teknikerna som för närvarande används för att tillverka andningsbara filmer är lösningsgjutning och smältextrudering.

TPE-filmers termoplastiska natur gör att de kan gjutas i lösning med lämpliga lösningsmedel. Även om TPU ofta tillverkas med MEK eller andra lösningar är det fortfarande ett ämne att hitta rätt lösningsmedel för PEBA och PEE.

Hydrofila TPU:er kan till exempel erhållas från gjutning av viskösa lösningar. Efter avdunstning av lösningsmedlet kan täta membran erhållas. Lösningsavsättning i porösa membran utan lösningsmedel kan också erhållas genom kontrollerad fasseparation. Lösningsprocessen är vanligtvis dyrare än extruderingsprocessen.

Smältextrudering är den bästa filmbildningsprocessen.

Förutom de mycket mjuka kvaliteterna är de flesta hydrofila TPE-material lämpliga för extrudering.

Torkning avTPE-materialär avgörande, eftersom materialet tenderar att absorbera omgivande fukt och högre fukthalt kan leda till ojämna filmytor. Filmen kan formas direkt från smältan genom formhuvudet eller blåsas genom en rundmunsform.

Mängden och hastigheten på smältan som passerar genom formhuvudet avgör filmens slutliga tjocklek och TPE:n måste uppvisa tillräcklig smältstyrka för att bibehålla dragkraften. Kristallisering kan ske i slutet av dragkraften för att minska ojämnheter i dragriktning och fysikaliska egenskaper.

Blåst film (Blownfilm) är det absolut billigaste och mest effektiva sättet.

På grund av TPE:ns natur krävs specialutrustning. Glidmedel eller antiklibbmedel tillsätts ofta i kroppshartset för att underlätta bearbetningen, särskilt för tunnare filmer.

Tillsatser har ibland en negativ inverkan på ånggenomsläppligheten, eftersom de verkar vid det viktigaste fuktabsorberande gränssnittet på filmytan. Blåsta filmer har vanligtvis en fördel jämfört med extruderade filmer genom att de erbjuder bättre kontroll över ånggenomsläppningsegenskaperna. Ibland kan en blandning av flera TPE-material användas för att justera filmegenskaperna för att möta behoven hos en viss applikation.