Thermoplastische Elastomere
Thermoplastische Elastomere (TPE) sind Compounds, die Elastizität, Aussehen und Haptik von herkömmlichem, duroplastischem Gummi mit der Verarbeitungseffizienz von thermoplastischen Kunststoffen kombinieren und sich für vielseitige Anwendungen maßgeschneidert produzieren lassen.
Kurzzeichen
TPE
Summenformel
C26H20
CAS-Nr.
632-51-9
Allgemeine Beschreibung
Thermoplastische Elastomere sind Kunststoffe, die sich bei Raumtemperatur vergleichbar mit klassischen Elastomeren verhalten. Wird Wärme zugeführt, lassen sich die Thermoplaste verformen. Da verschiedenste Kombinationen unterschiedlicher Thermoplast-Komponenten hergestellt werden, führt dies zu einer großen Vielfalt an TPE-Kunststoffen, die gemäß DIN EN ISO 18064 nach dem chemisch-morphologischen Aufbau eingeteilt werden.
Thermoplastische Polyamid-Polymere (TPA) weisen eine harte Komponente aus Polyamid-6- oder Polyamid-12-Monomeren auf, welche Blöcke in der Polymerkette bilden und sich mit weichen Komponenten von Polyether- oder Polyester-Einheiten abwechseln. TPA sind Blockcopolymere.
Thermoplastische Polyester-Polymere (TPC) sind Multi-Blockcopolymere, bei denen sich verschiedene Polyestereinheiten untereinander oder Polyester- mit Polyethereinheiten abwechseln.
Thermoplastische Styrol-Polymere (TPS) sind Copolymere aus Styrol-Isopren- oder Styrol-Butadien-Einheiten, die als Pfropf-Copolymere oder als Blockpolymere synthetisiert werden. Pfropf-Copolymere mit einem sehr hohen Anteil der weichen Komponente Styrol bewirken einen extrem schlagzähen Kunststoff.
Thermoplastische Polyurethan-Polymere (TPU) sind Co-Polymerisate, deren harte Komponenten in Form von Urethanen mit Polyethern oder Polyestern kombiniert werden. TPU sind die Basis für Polyester-Urethan-Kautschuke.
Polymerblends, auch als Polymerlegierungen bezeichnet, sind Gemische von Kunststoffen. Zu den Polymerblends TPO und TPV gehören die Polyolefin-Blends. TPO sind unvernetzte, thermoplastische Polymerblends, TPV sind dagegen teilvernetzte Blends aus Polyolefinen.
TPEs bieten
Reversible Verformung
TPEs können erheblich gedehnt werden und kehren in ihre ursprüngliche Form zurück, was sie für flexible Anwendungen ideal macht.
Einfache Verarbeitung
Dank ihrer thermoplastischen Natur können TPEs mit Standardtechniken wie Spritzgießen verarbeitet werden, was Zeit und Kosten spart.
Vielfältige Anpassungsmöglichkeiten
Durch Variation des Mischverhältnisses und der Komponenten lassen sich TPEs in unterschiedlichen Härtegraden und für zahlreiche Anwendungen herstellen.
Eigenschaften von TPEs
Thermische Eigenschaften
Thermoplastische Elastomere sind in einem breiten Temperaturbereich von -30 °C bis +140 °C beständig. Diese thermische Beständigkeit macht sie besonders geeignet für diverse Anwendungen, die unterschiedliche Temperaturgefügigkeiten voraussetzen. Allerdings muss beachtet werden, dass TPEs bei höheren Temperaturen ihre Elastizität verlieren können. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, spezifische Mischverhältnisse und Additive einzusetzen, um raucharme und halogenfreie, flammhemmende TPE-Varianten zu erzeugen.
Mechanische Eigenschaften
Mechanisch überzeugen Thermoplastische Elastomere durch hervorragende Biegewechselfestigkeit und Reißfestigkeit. Diese Eigenschaften gewährleisten die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit der Materialien in belastenden Anwendungen. Ihr geringes spezifisches Gewicht trägt zur Nachhaltigkeit durch weniger Materialverbrauch bei, während die gute Abriebfestigkeit den Einsatz bei beanspruchten Oberflächen und Profilen ermöglicht. Ein markantes Merkmal ist die Anpassbarkeit auf verschiedene Härteniveaus, welche von sehr weich bis zu sehr hart reicht und den Einsatz in unterschiedlichen Anwendungen vereinfacht.
Chemische Eigenschaften
In chemischer Hinsicht punkten Thermoplastische Elastomere durch exzellente Beständigkeit gegenüber Chemikalien und Witterungseinflüssen. Diese Resistenz macht sie ideal für Außenanwendungen und den industriellen Einsatz. Ihre ausgezeichnete Einfärbbarkeit ermöglicht die spezifische Gestaltung von Produkten, was für viele Anwendungen von Vorteil ist. Dennoch weisen einige TPEs eine Empfindlichkeit gegenüber bestimmten Lösungsmitteln auf, weshalb eine sorgfältige Materialauswahl je nach Einsatzgebiet entscheidend ist.
Spezifische Eigenschaften
Besondere spezifische Eigenschaften von TPEs umfassen ihre gute Flexibilität bei niedrigen Temperaturen, die eine zusätzliche Einsatzmöglichkeit in kälteren Umgebungen eröffnet. Zudem weisen Thermoplastische Elastomere gute elektrische Isolationseigenschaften auf, die durch die Anpassung des Mischverhältnisses und der Zugabe von Additiven beeinflusst werden können. Insbesondere nicht-polare Materialien zeigen hervorragende Isolationseigenschaften und bieten somit eine gute Lösung für elektronische Anwendungen.
Anwendungsgebiete von TPEs
Automobilindustrie: Thermoplastische Elastomere (TPEs) finden in der Automobilindustrie breite Anwendung aufgrund ihrer Flexibilität und ihrer gummiartigen Eigenschaften. Sie werden in Dichtungen, Scheibenwischern und Stoßfängern verwendet, wo sie die Widerstandsfähigkeit und Anpassungsfähigkeit von Gummi mit den Vorteilen der thermoplastischen Verarbeitung kombinieren.
Medizintechnik: In der Medizintechnik werden TPEs aufgrund ihrer Biokompatibilität und Flexibilität geschätzt. Diese Eigenschaften machen sie ideal für den Einsatz in medizinischen Geräten und Hilfsmitteln, die eine sanfte und sichere Interaktion mit dem menschlichen Körper erfordern.
Konsumgütern: Auch bei Konsumgütern kommen TPEs häufig zum Einsatz, insbesondere bei der Herstellung von Spielzeug, das von der langlebigen Beschaffenheit und der sicheren, angenehmen Haptik des Materials profitiert.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass TPEs aufgrund ihrer vielseitigen Eigenschaften eine Schlüsselrolle in zahlreichen Branchen spielen und sowohl durch ihre technische als auch wirtschaftliche Effizienz überzeugen.
