Thermoplastische Elastomere (TPE) gehören zu einer der interessantesten Materialgruppen der letzten Jahrzehnte mit hohen Wachstumsraten. TPE-Materialien vereinen die leichte Verarbeitbarkeit von Thermoplasten mit Eigenschaften von Elastomeren. TPEs lassen sich wiederholt aufschmelzen und zeigen bei Raumtemperatur ein kautschukelastisches Verhalten. Nach der Freedonia Studie von 9/2011 wird der globale Verbrauch bis 2015 weiterhin jährlich um 6,3% auf 5,6 Mio t steigen. 30% der TPE-Materialien gehen in den Automobilsektor.
Für Thermoplastische Elastomere wird das allgemeine Kurzzeichen TPE genutzt. TPE-Materialien werden nach ihrem chemisch-morphologischen Aufbau in 7 Gruppen mit weiteren Untergruppen eingeteilt: TPA, TPC,TPO, TPS, TPU, TPV und TPZ (genauere Erläuterungen siehe Aufbau).
Die Unterscheidung zwischen Thermoplasten und thermoplastischen Elastomeren ist fließend. Nach DIN EN ISO 18064 sind "thermoplastische Elastomere polymere Werkstoffe, die sich im Gebrauchstemperaturbereich entropieelastisch (gummielastisch) verhalten. Der Zugverformungsrest ist kleiner als 50%. Sie haben oberhalb ihres Gebrauchstemperaturbereichs einen Schmelzbereich (Fließbereich). Der Kälterichtwert TR bzw. die Glasübergangstemperatur Tg liegen in der Regel unter 0°C."
Thermoplastische Elastomere basieren entweder auf Polymerblends (intensives Mischen von Thermoplasten und Elastomeren, wie EPM, EPDM,NR etc.) oder Blockcopolymeren (Kombination von harten und weichen Phasen (zwei-oder mehrphasig) in einem Polymer). Immer werden harte, schmelzbare mit weichen, elastischen Phasen kombiniert.
Ein weiteres Einteilungskriterium für TPEs ist die Shore-Härte der Materialien. Weiche TPEs sind im allgemeinen solche mit Shore-Härten A von 30 bis ca. 85 und harte solche mit Schore-Härten 60 A bis über 75 D.
TPEs werden anhand ihres chemischen Aufbaus in 7 Hauptgruppen unterteilt und durch weitere Buchstaben entsprechend ihrer eingesetzten Monomereinheiten nach DIN EN ISO 18064 wie folgt mit Kurzzeichen benannt:
TPE: Thermoplastische Elastomere
TPA: Polyamid-TPE
TPA-EE: TPA, Weichsegmente mit Ether- und Ester-Bindungen
TPA-ES: TPA mit Polyester-Weichsegmenten
TPA-ET: TPA mit Polyether-Weichsegmenten
TPC: Copolyester-TPE
TPC-EE: TPC, Weichsegmente mit Ether- und Ester-Bindungen
TPC-ES: TPC mit Polyester-Weichsegmenten
TPC-ET: TPC mit Polyether-Weichsegmenten
TPO: Olefin-TPE
TPO-(EPDM+PP): Ethylen/Propylen/Dien+ Polypropylen
TPO-(EVAC+PVDC): Ethylen/Vinylacetat+Polyvinylidenchlorid
TPS: Styrol-TPE
TPS-SBS: Styrol/Butadien Block-Copolymer
TPS-SIS: Styrol/Isopren-Block-Copolymer
TPS-SEBS: Styrol/Ethenbuten/Styrol-Block-Copolymer
TPS-SEPS: Styrol/Ethenpropen/Styrol-Block-Copolymer
TPU: Urethan-TPE
TPU-ARES: Aromatische Hartsegmente, Polyester-Weichsegmente
TPU-ARET: Aromatische Hartsegmente, Polyether-Weichsegmente
TPU-AREE: Aromatische Hartsegmente, Weichsegmente mit Ether- und Ester-Bindungen
TPU-ARCE: Aromatische Hartsegmente, Polycarbonat-Weichsegmente
TPU-ARCL: Aromatische Hartsegmente, Polycaprolacton-Weichsegmente
TPU-ALES: Aliphatische Hartsegmente, Polyester-Weichsegmente
TPU-ALET: Aliphatische Hartsegmente, Polyether-Weichsegmente
TPV: TPE mit vernetztem Kautschuk
TPZ: Weitere TPE
Die Eigenschaften der TPEs liegen zwischen denen der Thermoplasten und Elastomeren. Je nach Verhältnis von Hart-/Weichsegmentanteil sind die zugehörigen Eigenschaften mehr oder weniger stark ausgeprägt.
TPEs zeichnen sich generell durch folgende Eigenschaften aus:
+ hohe Flexibilität in einem weiten Temperaurbereich
+ teilweise hohe Festigkeit sowie Schlag- und Kerbschlagzähigkeit (auch bei tiefen Temperaturen)
+ höhere reversible Dehnfähigkeit im Vergleich zu Thermoplasten
+ gute Abriebfestigkeit (je nach TPE-Gruppe)
+ gute chemische Beständigkeit (je nach TPE-Gruppe)
+ wirtschaftliche Verarbeitbarkeit
- geringe reversible Dehnfähigkeit als Elastomere
- höhere Kriechneigung als Elastomere
- Einsatz bei hohen Temperaturen begrenzter als Elastomere
TPS
Bedienelemente und Griffteile, Dichtelemente, Abdeckungen, Unterlagen, Vibrationsdämpfer, Dehnungsfugenbänder im Bauwesen
TPU
Verschleißfeste Oberflächen (Armaturen), Kupplungselemente, Dichtungen, Kabel, Sportschuhsohlen, Skischuhe, Faltenbälge, Rollen, Gewebeschlauchauskleidungen, Zahnriemen, Förderbänder
TPC
Faltenbälge, Riemen, Rollen, Luftansaugschläuche, O-Ringe, Reifen für niedrige Geschwindigkeiten
TPA
Schläuche, Profile, Dichtungen für die Kfz-Industrie, Verstärkt mit Glas/Kohlenstofffasern auch für dimensionsstabile Teile wie Zahnräder, Sportschuhe
TPO
Dichtungen für den Fahrzeugbau, Dichtungen für das Bauwesen, Schuhe, Sportartikel, Kabel, Dämpfungselemente, Spielzeugwaren, Fahrzeugbau (Stoßstange, Seitenleiste)
TPV
Dichtungen für den Fahrzeugbau, Türen, Dichtungen für das Bauwesen, Haptikelemente, Kabel, Dämpfungselemente, Automobil- Innenverkleidungen, Pkw-Luftansaugrohre
Grundsätzlich lassen sich alle Verfahren, die für die Verarbeitung von Thermoplasten bekannt sind, auf TPEs anwenden. Überwiegend kommen jedoch der Spritzgussprozess und das Extrusionsverfahren zum Einsatz. Die Materialien können ebenfalls im Blasformen oder Thermoformen verarbeitet werden. Von hohem Interesse ist der Einsatz der TPEs in Hart-Weichverbindungen, gefertigt im Mehrkomponentenspritzgießen.
Die eingesetzten Materialtypen müssen auf das jeweils verwendete Verfahren angepasst werden. Hierbei können beispielsweise durch die Veränderung der Blocklängen (unter Verwendung der gleichen Ausgangsstoffe) die TPEs für den Spritzguss mit der häufig gewünschten schnellen Verfestigung oder für andere Verfahren mit einer hohen Schmelzestandfestigkeit, leichten Aufschmelzbarkeit bzw. geringen Schmelzviskosität realisiert werden.
08.03.2017/ Huntsman gibt die Markteinführung von AVALON® 60 AE-ESD bekannt, einem weichen thermoplastischen Polyurethan (TPU) ohne Weichmacher, das Herstellern die Haftfähigkeit und die mechanischen Eigenschaften bietet, die erforderlich sind, um hochwertige Qualitätsschuhe - vor allem Sicherheitsschuhe mit Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD) - einfacher auf Rundtaktmaschinen zu fertigen.
16.12.2016 / KRAIBURG TPE erweitert sein Portfolio mit flammgeschützten TPECompounds. Die neue Flammschutzreihe FR/AD1 bietet ausgezeichnete Haftungseigenschaften zu ABS und PC.
30. 11.2016 / FKuR. Der Compoundierspezialist FKuR Polymers hat sein Portfolio an Polyolefin-Compounds und thermoplastischen Elastomeren (TPE) für Spritzguss- und Extrusionsanwendungen erweitert. Dieses enthält jetzt weitere TPE auf Basis von SEBS und SBS sowie biobasierte TPE mit hohen bis sehr hohen Anteilen an nachwachsenden Rohstoffen.
02.11.2016 / KRAIBURG TPE. Unter den vielen KFZ-Halterungen, die auf dem Markt angeboten werden, fehlte bisher eine kleine, tragbare Variante. Kenu wollte dieses Problem mit einem besseren und schlankeren Produkt lösen – und entwickelte den Airframe und den Airframe+.
02. 11.2016 / KRAIBURG TPE. Wie sehr die Innenausstattung, also das „Body Interior“, im Automobildesign mittlerweile zum Markenzeichen geworden ist, zeigt das Entwicklungsprojekt der BMW Group und des Entwicklungspartners KRAIBURG TPE. Dieses Ergebnis wurde am 17. Oktober mit dem SPE Award 2016 der Internationalen Gesellschaft für Kunststofftechnik ausgezeichnet.
28.10.2016 / BASF. Mit Elastollan®, dem thermoplastischen Polyurethan (TPU) der BASF werden Fahrzeugsitze aus Kunstleder jetzt noch bequemer. Das äußerst weiche Kunstleder ist überaus abriebbeständig und hilft Herstellern zudem bei der Einhaltung der strengen VOC-Richtlinien (volatile organic compound, flüchtige organische Verbindungen) für Anwendungen wie Fahrzeugsitze und Möbel.
12.10.2016 / Huntsman. Sportbekleidungs- und Gerätehersteller, die nächste Woche an der K 2016 teilnehmen, sollten den Stand von Huntsman besuchen, an dem das Unternehmen ein brandneues Thermoplastisches Polyurethan (TPU) für den hartumkämpften Sportschuhmarkt lancieren wird.
11.08.2016 / KOLON PLASTICS. Mit KOPEL® bietet KOLON PLASTICS eine Reihe von thermoplastischen Copolyester-Elastomeren (TPE-E) an, die für vielfältige Lösungen eingesetzt werden können.
25.07.2016 / KRAIBURG TPE. Ob in der Bauindustrie als Flammschutz- Komponente, in der Sanitärinstallation im Kontakt mit Trinkwasser oder in der Automobilindustrie für den Einsatz unter der Motorhaube: Das Unternehmen KRAIBURG TPE präsentiert zur K 2016 eine Reihe von neuen Produktentwicklungen, welche die Einsatzgebiete der hochwertigen TPE nochmals erweitern.
23.06.2016 / KRAIBURG TPE, weltweit agierender Hersteller von Spezialkunststoffen, hat sich mit Perfect Latch-Erfinder BeauGen LLC zusammengetan, um ein Produkt zu entwickeln, das stillenden Müttern im ganzen Land das Leben erleichtert.
| Ihr Warenkorb | |
|---|---|
| enthält keine Artikel |
Arkema - Pebax®
DSM - Arnitel®
EMS-GRIVORY Grilon ELX
Evonik - VESTAMID® E
Kraiburg - Thermolast®
Kraiburg - Hipex®
Kraiburg - Copec®
Kraiburg - For-Tec E
PolyOne - OnFlex™
PolyOne - Dynaflex™
PolyOne - Versaflex™
PolyOne- Dynalloy™
PolyOne - Versollan™
RadiciPlastics - HERAFLEX®
Ticona - RITEFLEX
(Die Aufzählung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit - gerne fügen wir Anbieter hinzu.)
(für unsere Abonnenten kostenlos)
Kapitel 7.2 Gestalten von Mehrkomponenten-Spritzgussbauteilen
u.a. mit:
- Verfahrenstechniken
- Werkzeugtechniken
- Materialauswahl
- Gestaltungsregeln
