1. Selecció de la resina base adequada
Aplicacions de TPEE (elastòmer de polièster termoplàstic): TPEE posseeix una alta resistència a la calor, amb un punt de fusió normalment entre 150 graus i 200 graus. En aplicacions on una alta resistència a la calor és un requisit crític, el TPEE es pot considerar com la resina base, o es pot augmentar la seva proporció dins d'un material barrejat. Per exemple, per als components situats a les proximitats de motors d'automoció-com ara corretges de transmissió i segells-, l'ús de materials TPE basats en TPEE els permet suportar millor les altes temperatures generades pel motor.
Selecció de TPV (vulcanitzat termoplàstic): els materials TPV també presenten una bona resistència a la calor, generalment capaços de suportar altes temperatures que van des dels 130 graus fins als 150 graus. El TPV es produeix mitjançant un procés conegut com a vulcanització dinàmica, en què una fase de cautxú està molt dispersa dins d'una matriu plàstica contínua; aquesta estructura única dota el material d'una resistència a la calor superior. Per a aplicacions que requereixen un rendiment estable a temperatures elevades,-com ara les mànegues de radiadors d'automòbils-, el TPV és una opció excel·lent.
2. Incorporació d'additius resistents a la calor-
Addició d'antioxidants: els antioxidants funcionen per prevenir o retardar les reaccions d'oxidació dins dels materials TPE a altes temperatures, millorant així la seva resistència a la calor. Els exemples comuns inclouen els antioxidants de fenol impedits i els antioxidants de fosfit. Per exemple, els antioxidants de fenol obstaculitzats poden eliminar els radicals lliures, evitant la degradació dels materials de TPE causada per l'oxidació tant durant el processament com durant l'ús{2}}final. Normalment, s'afegeixen antioxidants a una concentració d'aproximadament 0,1% a 1%; la dosi precisa s'ha de determinar en funció del tipus específic de material TPE i del seu entorn operatiu real.
Ús d'estabilitzadors de calor: els estabilitzadors de calor serveixen per inhibir les reaccions de descomposició tèrmica dins dels materials TPE a altes temperatures. Per als materials TPE-que contenen halògens-com els basats en polietilè clorat (CPE)-, l'addició d'estabilitzadors tèrmics de sabó metàl·lic (p. ex., estearat de calci, estearat de zinc) pot millorar eficaçment la resistència a la calor. Aquests estabilitzadors de calor reaccionen amb el clorur d'hidrogen generat durant la descomposició, evitant així que catalitzi una degradació addicional del material.
3. Optimització de sistemes de mescla
Barreja amb polímers-resistents a la calor: la barreja de materials TPE amb polímers que tenen una excel·lent resistència a la calor és un mètode eficaç per millorar l'estabilitat tèrmica. Per exemple, el TPE es pot combinar amb polímers-d'alt rendiment com la poliimida (PI) o l'òxid de polifenilè (PPO). PI presenta una resistència a la temperatura-alta excepcional, amb una temperatura de servei a llarg termini-superior als 260 graus, mentre que el PPO també té una temperatura de distorsió tèrmica relativament alta, normalment al voltant de 190 graus. Mitjançant la barreja, les característiques resistents a la calor-d'aquests polímers es poden impartir al material TPE; tanmateix, s'ha de prestar molta atenció a la compatibilitat entre els components barrejats, i normalment es requereixen compatibilitzadors per millorar aquesta compatibilitat.
Ajust del sistema de farciment: l'addició prudent de farciments inorgànics també pot millorar la resistència a la calor dels materials TPE. Alguns exemples inclouen l'addició de fibres de vidre, pols de mica o pols de talc. Les fibres de vidre, conegudes per la seva alta resistència i resistència a la calor, formen una xarxa de reforç dins de la matriu de TPE després de l'addició, millorant així l'estabilitat tèrmica i les propietats mecàniques del material. En general, la incorporació de fibres de vidre a una concentració d'aproximadament 10% a 30% pot augmentar significativament la resistència a la calor del TPE; no obstant això, això pot provocar simultàniament una reducció de la flexibilitat del material, la qual cosa requereix un equilibri basat en els requisits específics de l'aplicació.
4. Millora de les tècniques de processament
Augment de la temperatura i pressió de processament: durant el processament de materials TPE, l'elevació adequada de la temperatura i la pressió de processament pot induir una major regularitat i compacitat a les cadenes moleculars del material, millorant així la seva resistència a la calor. Per exemple, en els processos d'emmotllament per injecció, augmentar la temperatura d'injecció i la pressió de retenció facilita un millor ompliment de la cavitat del motlle amb el material TPE i promou una alineació superior de les cadenes moleculars en condicions d'alta-temperatura i alta-pressió. No obstant això, és crucial tenir en compte que les temperatures i pressions de processament no s'han de fixar excessivament altes, ja que això podria provocar una degradació del material o un deteriorament del rendiment.
Implementació de tractaments de post-processament: sotmetre els productes de TPE modelat a tractaments de post-processament-com ara el recuit-pode millorar encara més les seves propietats. El recuit consisteix a escalfar el producte a una temperatura superior a la temperatura de servei prevista però inferior al punt de fusió, mantenint aquesta temperatura durant un temps determinat i, posteriorment, deixant-lo refredar lentament. Aquest procés serveix per alleujar les tensions residuals internes dins del producte, permetent que les cadenes moleculars es relaxin i es tornin més ordenades, millorant així la resistència a la calor i l'estabilitat dimensional del material. Per exemple, per a determinats components de TPE de precisió, el recuit pot millorar eficaçment el seu rendiment en entorns d'alta-temperatura.