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El TPEE (elastómero de poliéster termoplástico) se utiliza ampliamente en aplicaciones de tubos flexibles porque combina la elasticidad similar a la del caucho con las ventajas de procesamiento, la resistencia a la fatiga y la durabilidad de los materiales termoplásticos.

Sin embargo, los tubos de TPEE utilizados en entornos con deslizamiento, contacto, inserción, enrutamiento o abrasión repetidos pueden requerir modificaciones superficiales adicionales. Una alta fricción superficial puede aumentar la resistencia a la instalación y el montaje, mientras que el contacto repetido puede provocar desgaste, arañazos y deterioro de la apariencia con el tiempo.

Para estas aplicaciones, el objetivo no es simplemente hacer que el tubo sea "más resbaladizo".Una solución práctica para la modificación de superficies de TPEEdebe equilibrar:

Menor fricción superficial + Mejor deslizamiento + Mayor resistencia al desgaste + Mayor resistencia a los arañazos + Procesamiento estable

Este artículo examina los enfoques comunes para mejorar el rendimiento de la superficie de los tubos TPEE y explica cómomasterbatch de silicona de alto peso molecularPuede evaluarse como una solución para reducir la fricción y mejorar la resistencia al desgaste y a los arañazos.

¿Por qué los tubos de TPEE necesitan una mayor resistencia al deslizamiento y al desgaste?

El TPEE ya ofrece una útil combinación de elasticidad, resistencia mecánica, resistencia a la fatiga y resistencia al desgaste inherente. Sin embargo, las aplicaciones reales en tuberías pueden exponer el material a condiciones superficiales más exigentes.

Durante la fabricación, la instalación y el servicio, los tubos de TPEE pueden experimentar:

Deslizamiento contra componentes de metal, plástico o caucho.
• Inserción y extracción repetidas
• Contacto y frotamiento continuos
• Flexión y movimiento contra los componentes circundantes
• Arañazos durante la manipulación e instalación
• Fricción en condiciones de deslizamiento repetidas o a alta velocidad

Cuando la fricción superficial es demasiado alta, puede contribuir a:

• Mayor fuerza de inserción y ensamblaje
• Aumento del calor por fricción
• Desgaste superficial más rápido
• Arañazos visibles o daños en la superficie
• Deterioro de la calidad de la superficie con el paso del tiempo.

Por lo tanto, en el caso de los tubos de TPEE, que requieren un uso intensivo, reducir el coeficiente de fricción (COF) es solo una parte del desafío de la formulación.

El material también debe mantener la resistencia al desgaste, la resistencia a los arañazos, las propiedades mecánicas y el rendimiento de extrusión requeridos.

¿Qué se debe tener en cuenta al modificar las superficies de los tubos de TPEE?

No se debe seleccionar un aditivo de superficie basándose únicamente en el deslizamiento inicial o en la reducción del coeficiente de fricción.

Por ejemplo, algunos aditivos pueden proporcionar un deslizamiento inicial fuerte, pero dependen de su migración a la superficie. Otras soluciones pueden mejorar la resistencia al desgaste, pero influyen en la flexibilidad, la apariencia o el comportamiento durante el procesamiento.

Por lo tanto, una formulación equilibrada de tubos TPEE debe tener en cuenta lo siguiente:

La solución adecuada depende del grado de TPEE, el diseño del tubo, las condiciones de procesamiento y el entorno de servicio real.

Soluciones comunes para la modificación de la superficie de TPEE

Se pueden considerar diversas tecnologías de fabricación aditiva para el desarrollo de tubos de TPEE de baja fricción y resistentes al desgaste.

1. Agentes deslizantes de amida de ácido graso

Las amidas de ácidos grasos, como la erucamida, la oleamida y la estearamida, se utilizan comúnmente como agentes deslizantes migratorios en formulaciones de polímeros.

Estos aditivos migran hacia la superficie del polímero y forman una capa lubricante que puede reducir la fricción superficial.

Entre las ventajas típicas se incluyen:

• Rentabilidad
• Fácil incorporación
• Buena mejora inicial del deslizamiento
• Uso establecido en la modificación de polímeros

Sin embargo, dado que el efecto de deslizamiento depende en gran medida de la migración superficial, los fabricantes podrían tener que considerar lo siguiente:

• Cambios en el coeficiente de fricción a lo largo del tiempo
• Floración o migración superficial
• Posible contaminación de la superficie
• Cambios en el rendimiento bajo condiciones de servicio exigentes
• Contribución limitada a la resistencia al desgaste

Para los tubos de TPEE que requieren un rendimiento superficial más estable a largo plazo, estos factores deben evaluarse durante el desarrollo de la formulación.

2. Lubricantes a base de PTFE

El PTFE es bien conocido por su bajo coeficiente de fricción y su excelente resistencia al desgaste.

Puede considerarse para aplicaciones que requieren una fricción muy baja y una alta resistencia al desgaste repetido.

Sin embargo, los formuladores también podrían necesitar evaluar:

• Dispersión en la matriz TPEE
• Efectos sobre el comportamiento de procesamiento
• Aspecto superficial
• Costo de formulación
• Compatibilidad con los requisitos de materiales específicos de la aplicación

Por lo tanto, para aplicaciones que requieren tecnologías libres de flúor o que no contengan PTFE, se pueden considerar enfoques alternativos de modificación de la superficie.

3. Masterbatch de silicona de alto peso molecular

El concentrado maestro de silicona de alto peso molecular ofrece un enfoque diferente para la modificación de la superficie del TPEE.

En lugar de depender principalmente de la migración de lubricantes de bajo peso molecular, la silicona de alto peso molecular puede proporcionar lubricación de procesamiento junto concon modificación de la superficie.

Cuando se incorpora adecuadamente al sistema polimérico, el componente de silicona puede contribuir a reducir la fricción superficial y a mejorar la resistencia a los daños superficiales relacionados con la fricción.

Esto hace que el masterbatch de silicona sea particularmente relevante cuando es necesario abordar varias propiedades simultáneamente:Baja fricción + Deslizamiento + Resistencia al desgaste + Resistencia a los arañazos + Rendimiento de procesamiento

¿Por qué utilizar masterbatch de silicona para tubos TPEE?

Una ventaja clave de la modificación a base de silicona es su capacidad para influir tanto en el procesamiento del polímero como en el comportamiento final de la superficie.

Fricción de la superficie inferior

Las propiedades lubricantes de la silicona pueden ayudar a reducir la fricción entre la superficie de TPEE y los materiales en contacto.

Un coeficiente de fricción más bajo puede resultar especialmente útil cuando los tubos necesitan deslizarse contra los componentes circundantes durante la instalación o el mantenimiento.

Mejor rendimiento de deslizamiento

La reducción de la fricción superficial puede facilitar el deslizamiento, la inserción, el enrutamiento o el ensamblaje de los tubos de TPEE.

Mayor resistencia al desgaste

Reducir la fricción en la interfaz de contacto puede ayudar a limitar los daños superficiales y la pérdida de material relacionados con la fricción durante el deslizamiento o el roce repetidos.

Mayor resistencia a los arañazos

La modificación de la superficie también puede ayudar a reducir los daños visibles causados ​​por la manipulación, la instalación o el contacto mecánico localizado.

Lubricación de procesamiento mejorada

Los aditivos de silicona pueden proporcionar lubricación durante el procesamiento por fusión, lo que puede ayudar a reducir la fricción durante el procesamiento y mejorar el comportamiento de la extrusión, dependiendo de la formulación y las condiciones de procesamiento.

Masterbatch de silicona SILIKE LYSI-403 para aplicaciones en tubos TPEE.

Para tubos TPEE que requieren un deslizamiento superficial y una durabilidad mejorados,Masterbatch de silicona SILIKE LYSI-403Puede evaluarse como aditivo de procesamiento y solución para la modificación de superficies.

El masterbatch de siloxano LYSI-403 es una formulación granulada con un 50 % de polímero de siloxano de ultra alto peso molecular disperso en elastómero de poliéster termoplástico (TPEE). Se utiliza ampliamente como aditivo eficaz para sistemas de resina compatibles con TPEE para mejorar las propiedades de procesamiento y la calidad de la superficie, tales como una mejor fluidez de la resina, llenado y desmoldeo, menor torque de extrusión, menor coeficiente de fricción y mayor resistencia a las marcas y la abrasión.

En las aplicaciones de TPEE, el objetivo es utilizar la modificación con silicona para optimizar el rendimiento de la superficie y el procesamiento, manteniendo al mismo tiempo las propiedades esenciales requeridas del polímero base.

Dependiendo de la formulación, la dosis y las condiciones de procesamiento del TPEE, los beneficios potenciales a evaluar incluyen:

• Coeficiente de fricción reducido
• Mejora del deslizamiento de la superficie
• Mayor resistencia al desgaste
• Mayor resistencia a los arañazos
• Mejor lubricación del proceso
• Comportamiento de extrusión mejorado
• Sensación superficial mejorada

El rendimiento real debe confirmarse mediante pruebas de laboratorio y específicas para cada aplicación, ya que los resultados pueden variar según el grado de TPEE, la formulación, la cantidad de aditivos, las condiciones de procesamiento y el método de prueba.

¿Cómo modifica el masterbatch a base de silicona SILIKE LYSI-403 el rendimiento de la superficie de TPEE?

El efecto del concentrado de silicona puede considerarse en dos etapas: durante el procesamiento por fusión y en la superficie del material acabado.

Durante el procesamiento

El componente de silicona puede contribuir a la lubricación dentro del sistema polimérico, ayudando a reducir la fricción durante el procesamiento por fusión.

Fusión de TPEE → Lubricación con silicona → Reducción de la fricción durante el procesamiento → Mejora del comportamiento durante el procesamiento

La magnitud del beneficio del procesamiento depende de la formulación y de las condiciones de extrusión.

En la superficie acabada

La modificación con silicona puede contribuir a un comportamiento superficial de menor fricción.

Modificación con silicona → Menor fricción superficial → Mejor deslizamiento → Menor daño superficial relacionado con la fricción

Esto proporciona una vía práctica para mejorar el rendimiento superficial general de los tubos de TPEE.

Resistencia al desgaste y resistencia a los arañazos: ¿Cuál es la diferencia?

Aunque están estrechamente relacionadas, la resistencia al desgaste y la resistencia a los arañazos no son la misma propiedad.

La resistencia al desgaste describe la capacidad de un material para resistir el daño progresivo o la pérdida de material causados ​​por la fricción y la abrasión repetidas.

La resistencia a los arañazos se refiere más específicamente a la capacidad de una superficie para resistir daños mecánicos localizados, arañazos visibles, decoloración u otros cambios en su apariencia.

Una formulación TPEE puede funcionar bien en un área sin que necesariamente proporcione la misma mejora en otra.

Por este motivo, ambas propiedades deben evaluarse de forma independiente al desarrollar tubos de TPEE para entornos exigentes de fricción y abrasión.

Deslizamiento de tubos de TPEE frente a resistencia al desgaste: encontrar el equilibrio adecuado

Un mayor deslizamiento de la superficie no garantiza automáticamente la mejor resistencia al desgaste.

Por ejemplo, un agente deslizante migratorio puede reducir significativamente el coeficiente de fricción inicial, pero puede que no proporcione suficiente protección contra la abrasión repetida.

Por el contrario, ciertos lubricantes sólidos o rellenos pueden mejorar el rendimiento frente al desgaste, pero podrían influir en la flexibilidad, el aspecto de la superficie o el comportamiento de extrusión.

Por lo tanto, el objetivo para los tubos flexibles de TPEE debería ser un perfil de rendimiento equilibrado.:Bajo coeficiente de fricción + Resistencia al desgaste + Resistencia al rayado + Extrusión estable + Propiedades mecánicas mantenidas

Esta es una de las razones por las que vale la pena evaluar un masterbatch de silicona de alto peso molecular cuando es necesario optimizar tanto el procesamiento como las propiedades de la superficie.

Consideraciones clave para la formulación del concentrado maestro de silicona LYSI-403 en TPEE

No existe una dosis única de aditivo que sea óptima para todas las formulaciones de TPEE.

El nivel apropiado debe determinarse en función de factores como:

• Grado TPEE
• Dureza del material
• Paquete de aditivos existente
• Espesor de la pared del tubo
• Temperatura de extrusión
• Configuración de tornillos
• Coeficiente de fricción objetivo
• Resistencia al desgaste requerida
• Resistencia a los arañazos requerida
• Requisitos de apariencia de la superficie

Una estrategia práctica para el desarrollo de formulaciones consiste en preparar varios niveles de dosificación y compararlos:Coeficiente de fricción + Desgaste/abrasión + Apariencia de rayaduras + Comportamiento de extrusión + Propiedades mecánicas

Este enfoque ayuda a identificar el equilibrio adecuado entre el rendimiento de la superficie y la carga de aditivos para la aplicación específica de TPEE.

Cómo probar la resistencia al deslizamiento, al desgaste y a los arañazos en tubos de TPEE

La percepción subjetiva al tacto puede proporcionar una indicación inicial del deslizamiento de la superficie, pero el desarrollo de una formulación fiable debe estar respaldado por pruebas cuantitativas.

Coeficiente de fricción

Las pruebas de coeficiente de fricción (COF) permiten cuantificar los cambios en la fricción superficial.

Una comparación útil es:

TPEE sin modificar frente a TPEE +Masterbatch de silicona LYSI-403

bajo condiciones de prueba idénticas.

Dependiendo de la aplicación, pueden ser relevantes tanto los coeficientes de fricción estáticos como los dinámicos.

Resistencia al desgaste

Seleccione una prueba de abrasión o desgaste adecuada a las condiciones de servicio reales.

Los posibles parámetros de evaluación incluyen:

• Pérdida de peso
• Pérdida de volumen
• Daños superficiales
• Cambios tras fricción repetida

El método de ensayo debe reflejar con la mayor precisión posible el tipo de contacto que experimenta el tubo final.

Resistencia a los arañazos

Las pruebas de rayado se pueden utilizar para evaluar:

• Visibilidad de los arañazos
• Profundidad del arañazo
• Blanqueamiento de la superficie
• Cambio de brillo
• Daños superficiales permanentes

Rendimiento de extrusión

La modificación de la superficie también debe evaluarse junto con el comportamiento durante el procesamiento.

Monitorear parámetros tales como:

• Presión de extrusión
• Par de apriete del tornillo
• Estabilidad de fusión
• Acumulación de chips
• Suavidad de la superficie
• Estabilidad dimensional del tubo

Una formulación exitosa debería mejorar las propiedades superficiales deseadas sin introducir problemas inaceptables de procesamiento, mecánicos o de apariencia.

¿Qué aplicaciones de tubos de TPEE pueden beneficiarse de una menor fricción superficial?

El TPEE modificado con aditivos a base de silicona puede considerarse para aplicaciones de tuberías que impliquen contacto frecuente, deslizamiento, enrutamiento o abrasión, incluyendo:

• Tubería para automoción
• Tubería neumática
• Tubería industrial
• Mangueras flexibles
• Tubos de protección
• Protección de cables y alambres
• Tubos que requieren una inserción o instalación más sencilla
• Aplicaciones que implican deslizamiento o frotamiento repetidos.

Dado que las condiciones de servicio varían significativamente entre las distintas aplicaciones, la idoneidad final siempre debe confirmarse mediante pruebas específicas para cada aplicación.

¿Por qué considerar el masterbatch de silicona SILIKE LYSI-403 para la modificación de la superficie de los tubos TPEE?

Al seleccionar un aditivo para tubos de TPEE, la pregunta clave no debería ser simplemente:

“¿Qué aditivo proporciona el coeficiente de fricción más bajo?”

Una pregunta de formulación más útil es:

“¿Qué solución proporciona el equilibrio necesario entre fricción superficial, resistencia al desgaste, resistencia al rayado, comportamiento durante el procesamiento y rendimiento a largo plazo?”

SILIKE LYSI-403 es un aditivo plástico a base de silicona diseñado para mejorar el procesamiento y el rendimiento superficial del TPEE, proporcionando una lubricación eficaz, una menor fricción superficial y una mayor resistencia al desgaste y a los arañazos.

El concepto de desarrollo se puede resumir de la siguiente manera:

TPEE + LYSI-403

→ Lubricación de procesos

→ Fricción de la superficie inferior

→ Mejor deslizamiento

→ Mayor resistencia al desgaste y a los arañazos

→ Mejor rendimiento general de la superficie

Conclusión

Los tubos de TPEE proporcionan una valiosa combinación de flexibilidad, durabilidad, resistencia a la fatiga y procesabilidad termoplástica. Sin embargo, las aplicaciones que implican contacto repetido, inserción, deslizamiento o abrasión pueden requerir un control adicional defricción superficial, desgaste y arañazos.

Los agentes deslizantes tradicionales a base de amidas de ácidos grasos pueden proporcionar una lubricación inicial eficaz, pero deben tenerse en cuenta su comportamiento migratorio y su rendimiento superficial a largo plazo. Los lubricantes a base de PTFE ofrecen baja fricción y un buen rendimiento frente al desgaste, pero pueden no ser adecuados cuando se prefieren alternativas sin flúor.

El concentrado maestro de silicona de alto peso molecular proporciona otra vía práctica para la modificación de la superficie del TPEE.

Al combinar la lubricación del proceso con la modificación de la superficie,Masterbatch de silicona SILIKE LYSI-403Puede evaluarse para aplicaciones de tubos TPEE que requieran:

• Menor fricción superficial
• Mejor deslizamiento
• Mayor resistencia al desgaste
• Mayor resistencia a los arañazos
• Mejora del comportamiento de procesamiento

La formulación óptima debe establecerse mediante ensayos específicos para cada aplicación, utilizando el grado real de TPEE, las condiciones de extrusión y los objetivos de rendimiento requeridos.

¿Busca una solución de tubos de TPEE de baja fricción y resistente al desgaste?

Si está desarrollando tubos de TPEE y necesitareducir la fricción superficial, mejorar la resistencia al desgaste y a los arañazos, u optimizar el rendimiento de la extrusión.Póngase en contacto con SILIKE para hablar sobre:

Grado TPEE • Coeficiente de fricción objetivo • Requisitos de desgaste • Condiciones de extrusión • Entorno de aplicación

SILIKE puede ayudarle a evaluar una solución de masterbatch de silicona para su formulación específica de tubo TPEE.

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