Thermoplastische Elastomere (TPE) für den Spritzguss

Wir werden manchmal gefragt, wie sich thermoplastische Elastomere (TPEs) von duroplastischen Elastomeren unterscheiden und welche der verschiedenen TPEs für ein bestimmtes Teil am besten geeignet sind. Einer der grundlegendsten Unterschiede zwischen einem aus Thermoplasten und einem aus Duroplasten hergestellten Teil hat mit der Chemie zu tun, die passiert, wenn das Teil geformt wird.

Der Name ist Bindung … Chemische Bindung

Thermoplastische Elastomere (TPE) unterscheiden sich von duroplastischen Elastomeren in der Art und Weise, wie ihre Moleküle aneinander haften. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass TPEs auf herkömmlichen Spritzgießmaschinen verarbeitet werden können. Das Harz wird über seinen Schmelzpunkt hinaus erhitzt, in Form gebracht und dann von der Form abgekühlt, um sich in seiner endgültigen Form zu verfestigen.

In der Zwischenzeit werden duroplastische Elastomere wie Flüssigsilikonkautschuk (LSR) bei niedrigeren Temperaturen in Form gebracht, dann vernetzt die hohe Hitze der Form das Polymer chemisch. Dies stärkt Bindungen zwischen Molekülen.

Ein großer Unterschied zwischen den beiden besteht darin, dass TPE-Teile in einen geschmolzenen Zustand zurückkehren können, was ein Recycling ermöglicht, da sie während des Formens nicht vernetzt werden.

TPEs bieten auch den Vorteil, dass sie auf denselben Anlagen wie standardmäßige thermoplastische Harze verarbeitet werden können, was optimiertere Prozesse wie Umspritzen oder Mehrstufenformen ermöglicht.

Triax Technologies verwendete TPE-Umspritzung, um sich chemisch mit dem Substratmaterial zu verbinden und so eine wasserdichte Versiegelung für sein IoT-fähiges Wearable zu schaffen Gerät.

Arten von thermoplastischen Elastomeren

Sie können TPEs in sechs Hauptkategorien einteilen, die sich aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung und Struktur unterscheiden:

• TPV:Thermoplastische Vulkanisate
• TPU:Thermoplastische Urethane
• TPO:Thermoplastische Olefine
• SBC:Styrolblockcopolymere
• COPE:Copolyester-Elastomer
• PEBA:Polyetherblockamid

Es kann erhebliche Unterschiede zwischen den einzelnen TPE-Typen und sogar der Formulierung der einzelnen Subtypen geben, daher ist es wichtig, das richtige Material auszuwählen, wenn man die Lebensdauer und die Kosten der Teile berücksichtigt.

TPE-Typ	Handelsnamen	Chemische Beständigkeit	Formstabilität	Dichte	Hohe Zugfestigkeit?	Shore-Härtebereich	Dauergebrauchstemp. Limit
TPV	Geolast Santopren Sarlink	gut	gut	hoch	moderat	40A bis 50D	135℃
TPU	Texin Elastollan Desmopan	ausgezeichnet (für Formulierungen auf Polyesterbasis)	gut (mit Zusatzstoffen)	hoch	ja	65A bis 80D	120℃
TPO	Polytrop Hostacom Thermorun	gut	gut	niedrig	ja	75A bis 80D	120℃
SBC	K-Harz Kraton Asaflex	eingeschränkt	gut	niedrig	gering bis mäßig	15A bis 50D	110℃
COPE	Hytrel Pibiflex Herafle	gut	gut	hoch	ja	90A bis 80D	140℃
PEBA	Vestamid Pebax	gut	gut	niedrig	ja	80A bis 75D	170℃

TPV – Thermoplastische Vulkanisate

Dies ist ein hartes thermoplastisches Material mit Bereichen aus weicherem vernetztem Gummi, die in seiner gesamten Polymermatrix verteilt sind. Im Allgemeinen bietet es ein „weiches“ Gefühl, eine matte Oberfläche und einen hohen Druckverformungsrest. Beachten Sie, dass es nicht in Klartext erhältlich ist.
Anwendungen: Dichtungen, Manschetten und Ösen, Stoßstangen, Anwendungen unter der Motorhaube

TPU – Thermoplastische Urethane

Dies ist ein Blockcopolymer mit abwechselnd harten und weichen Regionen auf seinem molekularen Rückgrat, das Urethanbindungen enthält. TPU ist bekannt für seine mittlere bis hohe Härte, gute Klarheit, mäßigen Druckverformungsrest und gute Verschleiß-, Abrieb- und Reißfestigkeit. Es ist für Außenanwendungen geeignet und muss vor dem Formen getrocknet werden. Es ist auch ziemlich teuer. TPU zeichnet sich auch als das einzige für den 3D-Druck verfügbare TPE aus.
Anwendungen: Schutzhüllen, Sportausrüstung, medizinische Ausrüstung, Schuhe, Inline-Skate-Räder

TPO – Thermoplastische Olefine

Dies ist ein „hartes“ Polyolefin (typischerweise Polypropylen), das mit „weichen“ unvernetzten Kautschukbereichen gemischt ist. Seine hohe Härte ergibt ein zähes Produkt mit hoher Schlagfestigkeit. Einige Qualitäten sind witterungsbeständig. Es hat einen niedrigen Druckverformungsrest und ist im Gegensatz zu TPU vergleichsweise günstig.
Anwendungen: Fahrzeuginnenraum:Armaturenbrett, Stoßstangen, Dachverkleidung

SBC – Styrolblockcopolymere

Diese Kunststoffe bestehen aus harten Styrolbereichen und „weichen“ elastomeren Bereichen, die in abwechselnden Blöcken angeordnet sind, typischerweise gemischt mit einem steiferen Polymer wie Polypropylen. Es gibt viele verschiedene SBCs, daher hängen die Eigenschaften oft von der spezifischen Formulierung ab. SBC ist das weichste und flexibelste aller TPEs. Es hat eine glänzende Oberfläche, hohe Dehnung, gute Transparenz und gute Abriebfestigkeit.
Anwendungen: Soft-Touch-Griffe, Knöpfe, Knöpfe, Griffe; Geleinlagen

COPE – Copolyester-Elastomer

COPE ist ein Copolymer, das aus harten kristallinen Polyesterbereichen und weichen amorphen Segmenten besteht. Es ist bekannt für seine hohe Temperaturbeständigkeit, Reißfestigkeit und Schlagfestigkeit. Es hat auch eine gute Kriechfestigkeit und eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme.
Anwendungen :Möbel, Kofferraum, Stoßstangen, Prothesen

PEBA – Polyetherblockamid

Dieses Copolymer besteht aus harten Polyamidblöcken, die sich mit weichen Elastomerblöcken abwechseln. PEBA ist bekannt für seine gute Biegeermüdungs-, Kriech- und Schlagfestigkeit. Es eignet sich auch gut für hohe Temperaturen und hat einen niedrigen Druckverformungsrest.
Anwendungen: Medizinische Geräte, Sportgeräte, Elektronik