Thermoplastic elastomer (TPE), а по-русски термопластичный эластомер (ТПЭ) или термоэластопласт (ТЭП) – это полимерный материал, объединивший свойства эластомеров (гибкость, упругость) и термопластов (пластичность, способность обработки при нагревании). В ножевой отрасли его применяют, в основном, для создания рукоятей моделей средне- и низкобюджетных ножей массового фабричного производства. Но есть и вполне известные ножевые модели, одной из версий рукоятей для которых берут TPE.
История появления термопластичных эластомеров
Процесс изобретения обусловлен разработкой новых полимерных материалов, которые могли бы предложить лучшие свойства по сравнению с уже существующими резинами и пластиками. Такие материалы изобрели к середине 1950-х гг. сразу несколько химических компаний. Одним из ранних разработчиков стала компания DuPont, запатентовавшая Hytrel в 1954 году. Одиночкой она не была, ведь Bayer и Uniroyal в тот же период получили свои версии термопластичных эластомеров. Достаточно быстро добились и коммерчески доступных вариантов этих материалов.
Взрывной интерес к ТПЭ произошёл в 1960-х гг., когда на рынок выпустили ТПЭ, относящиеся к блок-сополимерам стирола, из которых выделялись Cawiton, Thermolast K, Thermolast M, Dryflex, Sofprene, Tuftec и Laprene. Уже этот внушительный список показывает, сколь революционным было их появление. Но в 1970-е гг. они, казалось, захватили весь мир. К 1990 году их мировое производство достигло 680 000 тонн и ежегодно увеличивается примерно на 9%. Большим преимуществом стала возможность их вторичной переработки (в отличие от резины).
Процесс получения термопластичных эластомеров
Для начала выбирают полимер, который станет главным в материале, задавая его основные свойства. Чаще всего фундаментом здесь становятся какие-нибудь из термопластичных полиуретанов (ТПУ), ведь именно им присущи высокие гибкость и упругость. Дополнительные элементы, добавляемые к основе, тоже влияют на важнейшие характеристики ТПЭ. Состав формируется так, чтобы получить нужный уровень износостойкости, устойчивости к ударам и сопротивляемости агрессивным средам. Ингредиенты тщательно смешиваются, чтобы обеспечить однородность материала.
В действие вступает заранее подготовленная форма, куда размягчённый состав доставляют литьём под давлением. Затем он охлаждается до застывания. Этот метод позволяет производить сложные формы и изделия с высокой точностью. Существует также экструзия, когда горячая пластичная смесь проталкивается через форму, создавая длинные непрерывные ленты или профили. Этот метод часто используется для производства уплотнителей, шлангов и прокладок. После формовки ТПЭ возможна дополнительная обработка (например, шлифовка, шпатлёвка или окрашивание).
Примеры термопластичных эластомеров
Тактический нож Alpha (Kizlyar Supreme), рукоять из кратона
Kraton – торговая марка ряда высокоэффективных эластомеров, выпускаемых Kraton Polymers. Они произошли из исследований по синтезу искусственного каучука, которые спонсировались правительством США в период Второй мировой войны. В этой программе продвинулась Shell Oil Company, от которой впоследствии ответвилась Kraton Corporation. Большую роль в появлении этого материала сыграли Мюррей Люфтгласс и Норман Р. Легге.
Нож Cold Steel Recon Tanto, рукоять из кратона
Сохранив от природного каучука гибкость и герметичность, кратон приобрёл теплостойкость, а также сопротивляемость вредному воздействию атмосферы и химикатов. Исследования не стоят на месте. Модифицированная версия Kraton G получила повышенную устойчивость к температуре, окислению и ультрафиолетовому излучению. В 2021 году компанию наградили престижной премией ASC Innovation Award.
Нож Benchmade Steep Country Hunter, рукоять из сантопрена
Торговую марку Santoprene зарегистрировала компания Monsanto в 1977 году, но потом правообладателем стала фирма Celanese. Однако точно такой же материал выпускают и другие компании. Например, на рынке большую известность имеет Santoprene® 251-80 от Advanced Elastomer Systems (часть ExxonMobil). Сантопрен обладает высокой эластичностью и вязкостью при низких температурах, а также хорошей устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и окислению, поэтому широко используется в автомобильной промышленности и строительной сфере. Из него делают элементы электроники и бытовой техники. Сантопрен – это термопластичный вулканизат (TPV). Хотя он и относится к эластомерам, но больше близок к термореактивному каучуку, соединив достоинства вулканизированной резины с главными плюсами термопластов. Сантопрен любят за упругость и мягкость рукоятей.
По заявлению Victorinox, термоэластопласт Fibrox – не просто прочен, но ещё невероятно надёжен и безопасен, так как сделан из специального сплава для военных. За гигиену тут беспокоиться не стоит, так как жир, грязь и микробы на рукояти не приживаются. Обжечься ей тоже сложно, ведь при высоких температурах она не расплавится и даже не нагреется. Fibrox исключает, что нож случайно выскользнет из пальцев. А износостойкость и высокая ударопрочность рукояти – залог того, что служить этот нож будет очень долго.
Российские разработчики тоже вносят свой вклад в разработку подобных материалов. Златоустовский Завод Оружейных Специализированных Сталей (ЗЗОСС) делает рукояти ножей из ТЭП+. Кроме устойчивости к атмосферному воздействию и ультрафиолету материал демонстрирует паронепроницаемость и низкое влагопоглощение. ТЭП+ сохраняет эластичность даже при температуре -65 °С. Разработчики заверяют, что подобная рукоять прослужит более 30 лет, так как устойчива к старению и износу. Хват будет крепким, ведь нож не выскользнет не только из мокрых пальцев, но даже из руки, вымазанной жиром или слизью. Кроме того, разработка отвечает всем стандартам гигиены, поэтому колоний бактерий на рукояти ожидать не стоит.
Разобрав примеры, можно констатировать, что термопластичный эластомер не просто заменяет обычную резину, а сильно расширяет функциональность ножа, ведь он собрал всё лучшее и от каучука, и от эластомеров, и от термопластов. Учитывая невысокую его себестоимость, можно не удивляться, что огромное количество бытовых и рыбацких ножей выполнено именно из различных версий этого материала.
