1 Sifat Mekanik
Dengan menyesuaikan rasio segmen lunak dan keras, kekerasan elastomer polieter-ester dapat divariasikan dalam rentang yang luas (Shore D 32–82); elastisitas dan kekuatannya berada di antara karet dan plastik. Dibandingkan dengan elastomer termoplastik (TPE) lainnya, elastomer polieter-ester menunjukkan modulus yang lebih tinggi pada kondisi regangan rendah dibandingkan TPE lain dengan kekerasan setara. Ketika modulus merupakan parameter desain yang penting, penggunaan elastomer polieter-ester memungkinkan pengurangan luas penampang-produk jadi, sehingga meminimalkan konsumsi bahan.
Elastomer polieter-ester memiliki kekuatan tarik yang sangat tinggi. Dibandingkan dengan poliuretan termoplastik (TPU), elastomer polieter-ester menunjukkan modulus tekan dan tarik yang jauh lebih tinggi; akibatnya, ketika membuat komponen identik menggunakan elastomer polieter-ester dan TPU dengan kekerasan yang sama, bahan tersebut mampu menahan beban yang lebih berat. Pada suhu di atas suhu sekitar, elastomer polieter-ester mempertahankan modulus lentur yang tinggi, namun-tidak seperti TPU-elastomer ini tidak menjadi terlalu kaku pada suhu rendah. Hal ini membuatnya sangat-cocok untuk pembuatan balok kantilever atau komponen bantalan torsi, dan khususnya ideal untuk aplikasi yang melibatkan lingkungan bersuhu tinggi. Elastomer-polieter menunjukkan fleksibilitas suhu rendah yang sangat baik; kekuatan benturannya pada suhu rendah melebihi TPE lainnya, sementara ketahanan terhadap abrasi sebanding dengan TPU. Dalam kondisi regangan rendah, elastomer polieter{17}}ester menunjukkan ketahanan lelah yang unggul dan kehilangan histeresis yang minimal. Karakteristik ini, dipadukan dengan elastisitasnya yang tinggi, menjadikan material ini pilihan ideal untuk aplikasi yang melibatkan pembebanan siklik berulang, seperti roda gigi, roller, kopling fleksibel, dan sabuk.
2 Sifat Termal
Kecuali distabilkan dengan antioksidan, elastomer termoplastik polieter-ester akan mengalami degradasi dengan cepat dalam berbagai kondisi-termasuk paparan kabut air, ozon, dan lingkungan atmosfer luar ruangan. Degradasi ini menghasilkan penurunan viskositas dan berat molekul relatif, penurunan perpanjangan putus bahan, dan penurunan laju pemulihan elastis sesaat. Reaksi degradasi dalam polieter-ester berlangsung melalui mekanisme-radikal bebas, kemungkinan besar dimulai oleh serangan oksidatif pada atom karbon yang berdekatan dengan atom oksigen eter dalam tulang punggung polimer. Selama pemotongan rantai, formaldehida dihasilkan; formaldehida ini kemudian dioksidasi menjadi asam format, yang selanjutnya mengkatalisis pemutusan rantai lebih lanjut. Untuk meningkatkan ketahanan elastomer polieter ester terhadap degradasi oksidatif, metode stabilisasi yang tepat harus digunakan; sistem penstabil tambahan harus terdiri dari pemulung radikal bebas, pengurai peroksida, dan pemulung formaldehida.
Elastomer polieter ester menunjukkan stabilitas termal yang sangat baik; umumnya, semakin tinggi kekerasannya, semakin baik ketahanan panasnya. Laporan literatur menunjukkan bahwa ketika mengalami pemanasan terus menerus selama 10 jam pada suhu 110 derajat dan 140 derajat, elastomer polieter ester hampir tidak mengalami penurunan berat badan; bahkan setelah pemanasan selama 10 jam pada suhu 160 derajat dan 180 derajat , penurunan berat tetap minimal-masing-masing hanya 0,05% dan 0,1%. Kurva termogravimetri isotermal menunjukkan bahwa elastomer polieter ester mulai berkurang beratnya pada 250 derajat, mencapai penurunan berat kumulatif sebesar 5% kali 300 derajat, dengan penurunan berat yang signifikan terjadi melebihi 400 derajat. Oleh karena itu, elastomer polieter ester memiliki suhu kerja maksimum yang sangat tinggi-dengan batas yang lebih tinggi lagi untuk paparan jangka pendek-dan mampu menahan suhu pemanggangan cat (150–160 derajat ) yang biasanya ditemui di lini produksi otomotif. Selain itu, mereka menunjukkan kehilangan sifat mekanik yang minimal baik pada suhu ekstrem tinggi maupun rendah. Ketika digunakan pada suhu melebihi 120 derajat, kekuatan tarik elastomer polieter ester secara signifikan melebihi poliuretan termoplastik (TPU).
Selain itu, elastomer polieter ester menunjukkan kinerja-suhu rendah yang luar biasa. Titik rapuhnya berada di bawah -70 derajat; terlebih lagi, semakin rendah kekerasannya, semakin besar ketahanannya terhadap dingin, sehingga sebagian besar elastomer polieter ester dapat digunakan terus menerus dalam jangka waktu lama pada suhu serendah -40 derajat. Karena kinerja seimbang yang ditunjukkan oleh elastomer polieter ester pada rentang suhu tinggi dan rendah, elastomer ini memiliki jendela suhu pengoperasian yang sangat luas, mampu berfungsi secara efektif dalam kisaran -70 derajat hingga 200 derajat.
3. Ketahanan Terhadap Media Kimia
Elastomer polieter ester memiliki ketahanan minyak yang sangat baik dan, pada suhu kamar, dapat menahan sebagian besar media kimia cair polar (seperti asam, basa, amina, dan senyawa glikol). Namun, mereka rentan terhadap efek hidrokarbon terhalogenasi (kecuali Freon) dan senyawa fenolik. Umumnya, ketahanan kimianya meningkat sebanding dengan peningkatan kekerasan. Elastomer polieter ester menunjukkan ketahanan yang kuat terhadap pembengkakan dan perembesan ketika terkena sebagian besar pelarut organik, bahan bakar, dan gas; khususnya, permeabilitasnya terhadap bahan bakar hanya-sepertiga hingga satu-tiga-perseratus karet tahan minyak-konvensional, seperti neoprena, polietilen klorosulfonasi, dan karet nitril. Namun, elastomer polieter ester menunjukkan ketahanan yang relatif buruk terhadap air panas; penambahan stabilisator polikarbodiimida dapat secara signifikan meningkatkan ketahanan hidrolisisnya. Telah dilaporkan bahwa memasukkan PEN atau PCT ke dalam segmen keras PBT dalam rantai molekul elastomer polieter ester menghasilkan bahan dengan ketahanan air dan panas yang unggul.
4. Tahan Cuaca dan Tahan Penuaan
Elastomer polieter ester menunjukkan stabilitas kimia yang sangat baik dalam berbagai kondisi, termasuk paparan kabut air, ozon, dan penuaan atmosfer luar ruangan. Seperti kebanyakan TPE, degradasi terjadi di bawah pengaruh sinar ultraviolet (UV). Bahan tambahan pelindung-termasuk karbon hitam, berbagai pigmen, dan bahan pelindung lainnya-dapat digunakan untuk mengurangi efek ini. Penggunaan sinergis antioksidan fenolik dan peredam UV tipe benzotriazol-terbukti sangat efektif dalam memberikan perlindungan terhadap penuaan akibat sinar UV-.
Oksidasi yang disebabkan oleh cahaya dan panas merupakan dua faktor utama yang mendorong degradasi dan penuaan elastomer polieter ester. Kopoliester PEG-PBT, khususnya, menunjukkan ketahanan yang buruk terhadap panas dan cahaya, menjadikannya sangat rentan terhadap degradasi oksidatif termal dan foto{3}}oksidatif yang parah. Suhu yang meningkat mempercepat proses degradasi ini. Ketika penuaan berlangsung dan berat molekul menurun, perpanjangan putus material berkurang, dan tingkat pemulihan elastis seketika menurun.
Selain itu, elastomer polieter ester menunjukkan tingkat kerentanan yang berbeda-beda terhadap hidrolisis. Saat terkena air, elastomer ini mengalami reaksi-tautan silang, sehingga menghasilkan peningkatan pembentukan zat-seperti gel. Kerentanan yang melekat pada kopoliester PEG-PBT terhadap degradasi hidrolitik justru merupakan sifat yang dimanfaatkan ketika menggunakannya sebagai perancah biomaterial untuk implantasi dalam tubuh manusia. Dalam lingkungan berair, kopoliester PEG-PBT terdegradasi melalui mekanisme hidrolitik: molekul air menyerang ikatan ester yang terletak di antara segmen PEG dan PBT, menyebabkan rantai polimer terbelah. Produk degradasi yang dihasilkan terdiri dari PEG dan fragmen PBT-molekul-berat rendah. Laju degradasi dipengaruhi oleh berbagai faktor-termasuk komposisi, suhu, tingkat pH, dan aktivitas enzimatik-dengan kandungan PEG, suhu, dan nilai pH yang lebih tinggi, umumnya menyebabkan laju degradasi lebih cepat. Dengan menyesuaikan secara tepat proporsi relatif dari dua komponen penyusunnya, laju degradasi dapat disesuaikan untuk memenuhi persyaratan spesifik dari beragam aplikasi.
5. Ketahanan Tinggi
Ketika bahan TPEE digunakan dalam pembuatan pegas, bahan tersebut memberikan masa pakai yang sangat lama pada komponen. Kemampuan ini memfasilitasi pengoperasian yang lancar dan stabil dalam aplikasi seperti sistem kereta api, memungkinkan kereta api melakukan manuver-termasuk memulai, mempercepat, memperlambat, dan berhenti-dengan kelancaran yang luar biasa. Tidak seperti pegas logam, pegas ini tidak berkarat, tidak rusak dalam kondisi lingkungan alami, atau mengalami patah elastis atau kehilangan elastisitas. Selain itu, jika dibandingkan dengan bahan karet, bahan ini menawarkan kemampuan penggunaan kembali yang unggul dengan tetap mempertahankan elastisitas yang sangat baik.
6. Pemrosesan dan Kemampuan Cetakan
TPEE memiliki stabilitas leleh yang sangat baik dan termoplastisitas yang cukup, sehingga menghasilkan kemampuan proses yang sangat baik. Ini dapat diproses menggunakan berbagai teknik pemrosesan termoplastik, seperti ekstrusi, cetakan injeksi, cetakan tiup, cetakan rotasi, dan pengecoran leleh. Pada laju geser yang rendah, viskositas lelehan TPEE relatif tidak sensitif terhadap perubahan laju geser; namun, pada laju geser yang tinggi, viskositas lelehan menurun seiring dengan meningkatnya laju geser. Karena lelehan TPEE sangat sensitif terhadap suhu-dengan viskositas lelehan yang bervariasi beberapa kali hingga beberapa puluh kali lipat dalam kisaran fluktuasi suhu hanya 10 derajat -suhu harus dikontrol secara ketat selama proses pencetakan.
Untuk memastikan kadar air resin tetap di bawah 0,1%, bahan harus-dikeringkan terlebih dahulu menggunakan pengering udara-panas (pada suhu 80–120 derajat selama 6–8 jam) sebelum diproses.
1. Cetakan Ekstrusi
Dengan menggunakan ekstruder plastik standar, TPEE dapat diekstrusi menjadi berbagai bentuk seperti lembaran, tabung, batang, dan jaket kawat. Biasanya digunakan desain sekrup yang diperdalam secara bertahap untuk tujuan umum, dengan rasio panjang-terhadap-diameter (L/D) lebih besar dari atau sama dengan 24:1 dan rasio kompresi (2,7–4):1.
2. Cetakan Injeksi
Teknik cetakan injeksi memungkinkan produksi barang dalam berbagai bentuk dan ukuran. Mesin injeksi sekrup-resiprokal lebih disukai untuk aplikasi ini, karena menghasilkan lelehan dengan distribusi suhu yang sangat seragam dan konsisten. Kedalaman saluran sekrup harus mengikuti profil bertahap; disarankan rasio kompresi 3,0–3,5, bersama dengan rasio L/D sekrup (18–24):1. Tekanan injeksi biasanya berkisar antara 80 hingga 120 MPa, memanfaatkan kecepatan injeksi-hingga-sedang.
3. Cetakan Tiup
Aplikasi blow moulding memerlukan resin yang menunjukkan viskositas leleh dan kekuatan leleh yang tinggi. Dengan menerapkan teknik-ekstensi rantai kimia selama ekstrusi polimer-khususnya dengan menggabungkan segmen fungsional khusus ke dalam rantai molekul TPEE-adalah mungkin untuk menghasilkan-nilai TPEE dengan viskositas tinggi yang mampu memenuhi persyaratan untuk blow molding komponen khusus yang besar (seperti saluran pemasukan udara mesin).
4. Proses Pencetakan Lainnya
TPEE juga cocok untuk proses seperti pencetakan rotasi dan pengecoran leleh. Misalnya, cetakan rotasi dapat digunakan untuk memproduksi barang-barang seperti bola dan ban tubeless kecil. Sebaliknya, pengecoran leleh menawarkan keuntungan berupa biaya pemrosesan yang rendah dan stabilitas dimensi yang sangat baik pada produk jadi.
