کوپلی‌استرهای ترموپلاستیک (COPE) که با نام الاستومرهای پلی‌استری ترموپلاستیک (TPEE) نیز شناخته می‌شوند، نوعی از الاستومرهای ترموپلاستیک (TPE) هستند که خواص مکانیکی پلاستیک‌های مهندسی را با انعطاف‌پذیری لاستیک ترکیب می‌کنند. این مواد از بخش‌های سخت بلوری پلی‌استری وبخش‌های نرم آمورف تشکیل شده‌اند، که تعادل بین استحکام، انعطاف‌پذیری و مقاومت شیمیایی را فراهم می‌کنند.

ویژگی‌ها

کوپلی‌استرهای ترموپلاستیک (COPE) با ترکیب استحکام مکانیکی پلاستیک‌های مهندسی و انعطاف‌پذیری و خاصیت ارتجاعی لاستیک‌ها، عملکرد منحصر‌به‌فردی را ارائه می‌دهند.

✅ خاصیت ارتجاعی بالا – پس از تغییر شکل به حالت اولیه بازمی‌گردد.
✅ استحکام کششی و دوام زیاد – مقاومت بالا در برابر تنش‌های مکانیکی.
✅ مقاومت شیمیایی عالی – در برابر حلال‌ها، روغن‌ها و مواد شیمیایی صنعتی مقاوم است.
✅ پایداری حرارتی بالا – عملکرد مناسب در دماهای بالا و مقاومت در برابر پیری حرارتی.
✅ انعطاف‌پذیری در دماهای پایین – حفظ خواص در دماهای سرد.
✅ مقاومت در برابر سایش و ضربه – طول عمر بالا در کاربردهای پرتنش.
✅ فرآوری آسان – قابلیت قالب‌گیری تزریقی، اکستروژن و قالب‌گیری بادی را دارد.

ساختار

ساختار کوپلی‌استرهای ترموپلاستیک (COPE) شامل بخش‌های سخت و نرم متناوب است.
🔹 بخش‌های نرم: معمولاً از پلی‌اتر یا پلی‌استر آلیفاتیک تشکیل شده‌اند و خاصیت انعطاف‌پذیری و کشسانی را فراهم می‌کنند.
🔹 بخش‌های سخت: شامل بلوک‌های پلی‌استری بلوری هستند که استحکام مکانیکی، مقاومت حرارتی و دوام را بهبود می‌بخشند.
این ساختار کوپلیمر بلوکی باعث ایجاد خواص مکانیکی عالی مانند مقاومت کششی بالا، مقاومت در برابر ضربه و تحمل خستگی مکانیکی می‌شود. پیوندهای استری در بخش سخت، مقاومت شیمیایی و پایداری حرارتی را افزایش داده و بخش نرم، انعطاف‌پذیری در دماهای پایین را تضمین می‌کند.

کاربردها

🔹 صنعت خودروسازی: مجاری هوا، پوشش‌های سیم، گردگیرهای CVJ، بلوزها، واشرها و آب‌بندها با مقاومت حرارتی و شیمیایی بالا.
🔹 صنایع صنعتی و مکانیکی: تسمه‌های نقاله، شیلنگ‌ها، درزگیرها و ضربه‌گیرها با دوام و انعطاف‌پذیری عالی.
🔹 کالاهای مصرفی: کفی کفش، تجهیزات ورزشی و قطعات انعطاف‌پذیر گوشی‌های هوشمند با استحکام بالا و راحتی مناسب.
🔹 الکترونیک و برق: عایق کابل، اتصالات و پوشش‌های محافظ با خواص دی‌الکتریک برتر.
🔹 تجهیزات پزشکی: لوله‌های پزشکی، کاتترها و دستگیره‌های نرم با زیست‌سازگاری و مقاومت در برابر استریل شدن.

مزایای COPE

✔ خاصیت ارتجاعی و انعطاف‌پذیری بالا – حفظ شکل و انعطاف‌پذیری تحت فشار.
✔ مقاومت حرارتی عالی – عملکرد بهتر در دماهای بالا نسبت به سایر TPEها.
✔ استحکام مکانیکی برتر – استحکام کششی، مقاومت در برابر ضربه و تحمل خستگی مکانیکی بالا.
✔ مقاومت شیمیایی خوب – در برابر روغن‌ها، حلال‌ها و بسیاری از مواد شیمیایی صنعتی مقاوم است.
✔ دامنه گسترده فرآوری – قابلیت قالب‌گیری تزریقی، اکستروژن و قالب‌گیری بادی.
✔ قابلیت بازیافت – گزینه‌ای سازگار با محیط‌زیست در مقایسه با الاستومرهای ترموست.

معایب COPE

✖هزینه بالا – گران‌تر از سایر الاستومرهای ترموپلاستیک (TPEها).
✖ انعطاف‌پذیری محدود در دماهای بسیار پایین – ممکن است در دماهای بسیار سرد نسبت به TPU انعطاف کمتری داشته باشد.
✖ جذب رطوبت – نیاز به خشک کردن قبل از فرآوری برای جلوگیری از نقص در تولید.
✖ چالش‌های فرآوری – نیاز به کنترل دقیق دما در قالب‌گیری و اکستروژن.

کوپلیمرهای بلوکی استایرنی (TPS) نوعی الاستومرهای ترموپلاستیک (TPE) هستند که از بخش‌های متناوب سخت و نرم تشکیل شده‌اند. بخش‌های سخت از پلی‌استایرن (PS) ساخته شده‌اند، در حالی که بخش‌های نرم شامل الاستومرهایی مانند پلی‌بوتادین (PB) یا پلی‌ایزوپرن (PI) هستند. این ساختار، به مواد TPS خاصیت کشسانی لاستیک را می‌دهد، در حالی که فرآیندپذیری آسان ترموپلاستیک‌ها را حفظ می‌کند.

ساختار

کوپلیمرهای بلوکی استایرنی (TPS) دارای ساختار فاز جدا شده‌ای هستند که از بخش‌های متناوب سخت و نرم تشکیل شده‌اند. بخش‌های سخت شامل نواحی پلی‌استایرن (PS) هستند که استحکام، سختی و پایداری حرارتی را فراهم می‌کنند، در حالی که بخش‌های نرم از مواد الاستومری مانند پلی‌بوتادین (PB)، پلی‌ایزوپرن (PI) یا اتیلن-بوتیلن (EB) تشکیل شده‌اند که به انعطاف‌پذیری و کشسانی کمک می‌کنند. این کوپلیمرهای بلوکی یک شبکه اتصال فیزیکی ایجاد می‌کنند، به طوری که بلوک‌های پلی‌استایرن به صورت نواحی مجزا تجمع می‌یابند و به عنوان نقاط اتصال فیزیکی عمل می‌کنند، در حالی که بخش‌های لاستیکی به طور مداوم کشیده شده و خاصیت ارتجاعی ایجاد می‌کنند. این ساختار منحصربه‌فرد باعث می‌شود TPS‌ها در دمای محیط مانند الاستومرهای ترموست رفتار کنند اما با گرم شدن، نرم شده و جریان پیدا کنند، که آن‌ها را به طور کامل ترموپلاستیک و قابل بازیافت می‌کند. جدایش فازی بین بخش‌های پلی‌استایرن و الاستومری، ترکیبی از استحکام، انعطاف‌پذیری و قابلیت پردازش را به TPS می‌بخشد و آن را برای کاربردهایی که نیاز به دوام و احساس نرم دارند، مناسب می‌سازد.

ویژگی‌ها

کوپلیمرهای بلوکی استایرنی (TPS) به دلیل ساختار فاز جدا شده، ترکیبی منحصربه‌فرد از خاصیت کشسانی، استحکام و قابلیت پردازش را ارائه می‌دهند. این مواد دارای انعطاف‌پذیری عالی و خاصیت ارتجاعی مشابه لاستیک هستند، به طوری که بدون تغییر شکل دائمی، کشیده شده و به حالت اولیه بازمی‌گردند. از نظر مکانیکی، استحکام کششی و مقاومت به ضربه بالایی دارند که آن‌ها را برای کاربردهای مختلف بادوام می‌سازد. مواد TPS دارای مقاومت حرارتی متوسطی هستند و معمولاً در دماهای زیر ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد عملکرد خوبی دارند. همچنین در برابر بسیاری از روغن‌ها، گریس‌ها و مواد شیمیایی مقاوم هستند که باعث افزایش پایداری آن‌ها در محیط‌های چالش‌برانگیز می‌شود. این مواد دارای چسبندگی بالایی به سایر مواد هستند و برای کاربردهای روکش‌گیری (Overmolding) مناسب هستند. برخلاف لاستیک‌های ترموست، TPS‌ها ترموپلاستیک هستند، به این معنی که می‌توان آن‌ها را ذوب، تغییر شکل داده و چندین بار بازیافت کرد، که باعث افزایش بهره‌وری تولید و پایداری زیست‌محیطی می‌شود. همچنین احساس نرمی روی سطح ایجاد می‌کنند و برای دستگیره‌ها، ابزارها و سایر کاربردهای ارگونومیک ایده‌آل هستند. علاوه بر این، TPS دارای مقاومت خوبی در برابر شرایط جوی است و در برخی فرمولاسیون‌ها مانند SEBS، پایداری بالاتری در برابر اشعه UV و اکسیداسیون دارد. این ویژگی‌های ترکیبی باعث شده TPS در صنایع خودروسازی، پزشکی، کالاهای مصرفی و چسب‌ها به طور گسترده استفاده شود.

کاربردها

• صنعت خودروسازی

  • قطعات داخلی با پوشش نرم (داشبورد، پانل‌های درب)
  • درزگیرها، گسکت‌ها و ضربه‌گیرها
  • پدهای ضدلغزش و پوشش‌های محافظ

• کالاهای مصرفی

  • دسته‌ها و دستگیره‌های ابزار، مسواک و تیغ اصلاح
  • تجهیزات ورزشی، زیره کفش و لوازم محافظتی
  • بسته‌بندی انعطاف‌پذیر و فیلم‌های کششی

• کاربردهای پزشکی

  • لوله‌های پزشکی و پیستون‌های سرنگ
  • تجهیزات پزشکی با روکش نرم
  • قطعات انعطاف‌پذیر و زیست‌سازگار

• چسب‌ها و درزگیرها

  • چسب‌های فشاری (PSA)
  • چسب‌های مذاب داغ برای بسته‌بندی و صنایع کفش

• الکترونیک و برق

  • پوشش‌های محافظ برای دستگاه‌های الکترونیکی
  • عایق‌بندی سیم و کابل

مزایا

✔ انعطاف‌پذیری و کشسانی بالا – خاصیت کشسانی شبیه لاستیک را فراهم می‌کند.
✔ استحکام بالا در برابر ضربه و کشش – دوام و مقاومت سایشی را افزایش می‌دهد.
✔ ماهیت ترموپلاستیک – قابلیت ذوب، تغییر شکل و بازیافت آسان.
✔ ایجاد احساس نرم روی سطح – ایده‌آل برای دستگیره‌های ارگونومیک و روکش‌گیری.
✔ چسبندگی عالی به مواد مختلف – مناسب برای کاربردهای چند‌لایه و چند‌ماده‌ای.
✔ مقاوم در برابر روغن‌ها، گریس‌ها و مواد شیمیایی – عملکرد پایدار در محیط‌های سخت.
✔ وزن سبک – کاهش هزینه مواد و بهبود کارایی انرژی.
✔ مقاومت خوب در برابر شرایط جوی و اشعه UV – برخی فرمولاسیون‌ها مانند SEBS، دوام بیشتری در برابر نور خورشید دارند.
✔ فرآیندپذیری آسان – قابل استفاده در روش‌های قالب‌گیری تزریقی، اکستروژن و قالب‌گیری بادی.

معایب

✘ محدودیت دمایی – عملکرد ضعیف در دماهای بالاتر از ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد.
✘ استحکام کمتر نسبت به برخی پلاستیک‌ها – ممکن است برای کاربردهای سازه‌ای نیاز به تقویت داشته باشد.
✘ احتمال چسبناک شدن در دماهای بالا – برخی گریدها ممکن است در دماهای بالا نرم شده و شکل خود را از دست بدهند.
✘ هزینه بالاتر نسبت به پلاستیک‌های استاندارد – گران‌تر از پلیمرهای رایج مانند پلی‌پروپیلن (PP) و پلی‌اتیلن (PE).
✘ محدودیت در تحمل بار سنگین – برای کاربردهای مکانیکی سنگین مناسب نیست.

کوپلیمرهای بلوکی استایرنی (TPS) به دلیل ترکیب منحصربه‌فردی از انعطاف‌پذیری، فرآیندپذیری، مقاومت به سایش و حس نرم، در طیف وسیعی از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند و یکی از مهم‌ترین مواد در تولید محصولات نرم و الاستومری هستند.