Die Einzigartigkeit von thermoplastischem Elastomer macht es für viele Hersteller zur ersten Wahl. Tatsächlich ist das Material nicht nur flexibel, sondern vereint auch die Eigenschaften von Kunststoff und Gummi. Klingt interessant, oder? Nun, vielleicht möchten Sie sich beim Lesen einen Kaffee holen, um mehr über dieses außergewöhnliche Material zu erfahren, es wird sich lohnen.
Bedeutung von thermoplastischen Elastomeren
Thermoplastische Elastomere werden manchmal als thermoplastische Kautschuke bezeichnet. Sie weisen sowohl elastomere als auch thermoplastische Eigenschaften auf und haben die Vorteile von Gummi und Kunststoff. Sie gehören zur Kategorie der Copolymere oder physikalischen Polymermischungen, häufig Gummi und Kunststoff. Obwohl andere Arten von Elastomeren Duroplaste sind, ist bei thermoplastischen Elastomeren das Gegenteil der Fall, was zu ihrer einfachen Herstellung durch Extrusion und Spritzguss beiträgt.
Darüber hinaus verfügen thermoplastische Elastomere über Eigenschaften, die über ihre Schmelztemperaturen hinausgehen, wodurch sie sich sehr leicht zu Fertigartikeln verarbeiten lassen. Wenn Sie thermoplastische Elastomere innerhalb ihres Temperaturbereichs verwenden, zeigen sie während der Herstellung ein Elastomerverhalten ohne Vernetzung und können wiederverarbeitet und neu geformt werden.
Eigenschaften des thermoplastischen Elastomers
Ein Elastomerwerkstoff gilt als thermoplastisches Elastomer, wenn er die folgenden Kriterien erfüllt:
- Muss sich bis zu einem bestimmten Grad dehnen lassen, ohne zu reißen, und nach Wegnahme der Belastung in die ursprüngliche Form zurückkehren.
- Kann auf hohe Temperaturen erhitzt werden, bis es seinen Schmelzpunkt erreicht.
- Verformt sich nicht dauerhaft, wenn Sie sie über einen längeren Zeitraum konstanter Beanspruchung oder Belastung aussetzen.
Zu den weiteren Merkmalen des thermoplastischen Elastomers gehören:
- Hohe Schlagzähigkeit
- Hervorragende elektrische Eigenschaften
- Geringes spezifisches Gewicht
- Gute Reiß- und Abriebfestigkeit
- Besitzen eine geringe Kompression
- Ausgezeichnete Chemikalien- und Witterungsbeständigkeit
- Beständig gegen niedrige und hohe Temperaturen, normalerweise von -30 °C bis +140 °C
- Recyclingfähigkeit
- Färbbarkeit
Arten von thermoplastischen Elastomeren
Lesen Sie weiter, um ein umfassendes Verständnis der Arten thermoplastischer Elastomere zu erhalten.
- TPE-S: Styrolblockcopolymer
- TYP-O: Thermoplastisches Polyolefin-Elastomer
- TYP V: Thermoplastische Vulkanisate
- TPE-U: Thermoplastisches Polyurethan-Elastomer
- MPR: Schmelzverarbeitbarer Gummi
- TPE-E: Thermoplastisches Polyester-Elastomer
- TPE-A: Thermoplastisches Amidelastomer
Sorten von thermoplastischen Elastomeren
Thermoplastisches Elastomer gibt es in verschiedenen Güteklassen und Typen. Wenn Sie sich darüber im Klaren sind, können Sie eine fundierte Entscheidung darüber treffen, was Sie wirklich wollen. Nachfolgend sind die Typen und Güteklassen aufgeführt, die Sie bei thermoplastischen Elastomeren finden:
Styrol-Blockcopolymere
Dieser Typ von thermoplastischem Elastomer besteht aus zweiphasigen Blockcopolymeren, normalerweise harten und weichen Segmenten. Styrol Endblöcke als harte Segmente verleihen dem Material thermoplastische Eigenschaften wie strukturelle Integrität, Festigkeit und Formstabilität, insbesondere bei Raumtemperatur. Elastomere Eigenschaften werden durch die Budatien-Mittelblöcke bereitgestellt, die als weiche Segmente gelten, und sie verleihen dem Copolymer Flexibilität, Elastizität und die Fähigkeit des Materials, sich zu dehnen und in seine normale Form zurückzukehren. Sie finden Styrolblockcopolymere in Schuhen, Klebstoffen, Bitumenmodifikationen und anderen Situationen, in denen nur geringe chemische Beständigkeit erforderlich ist.
Thermoplastische Polyolefin-Elastomere
Sie bestehen aus Polypropylen (PP) neben EPDM Gummi, der nicht vernetzt ist, obwohl eine leichte Vernetzung manchmal die Druckverformungsrest- und Hitzebeständigkeitseigenschaften verbessert. Thermoplastische Polyolefin-Elastomere finden Sie in Autostoßstangen, Armaturenbrettern und anderen Anwendungen, bei denen die Zähigkeit im Vergleich zu herkömmlichem PP erhöht werden muss. Copolymere.
Thermoplastische Vulkanisate
Diese Art von thermoplastischem Elastomer besteht wie TPO aus PP- und EPDM-Kautschuk, bietet jedoch die verbesserte Leistung von TPO. Der Grund dafür ist, dass die Vulkanisierung während des Mischprozesses stattfindet. Sie finden sie in Anwendungen, bei denen eine Hitzebeständigkeit von bis zu 120 °C von größter Bedeutung ist, sowie in anderen Anwendungen wie Automobildichtungen und Rohrdichtungen, Isolierung elektrischer Kabel, Schlauch- und Rohrsystemen usw.
Thermoplastische Polyurethane
Diese Materialien gibt es in zwei verschiedenen Typen, nämlich Polyetherurethan oder Polyester. Sie weisen eine ausgezeichnete Reißfestigkeit, Abriebfestigkeit und Biegewechselfestigkeit auf, was sie für verschiedene Anwendungen wie Drähte und Kabel, Schuhsohlen, Industriebänder usw. nützlich macht.
Thermoplastisches Copolyester
Diese Arten von thermoplastischen Elastomeren eignen sich perfekt für Situationen, in denen Hitzebeständigkeit bis zu 140 °C und chemische Beständigkeit von größter Bedeutung sind. TPE wird aufgrund seiner hervorragenden Dauerfestigkeit und Reißfestigkeit für blasgeformte Manschetten und Faltenbälge, industrielle Schlauchanwendungen, Drähte und Kabel usw. verwendet.
Thermoplastische Polyamide
Thermoplastische Polyamide sind eine Art Elastomer mit hervorragenden chemischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften. Sie können geschmolzen und umgeformt werden, ohne dass sie ihre inhärenten Eigenschaften verlieren, da sie thermoplastischer Natur sind. Thermoplastische Polyamide können durch Spritzguss, Extrusion usw. verarbeitet werden und gehören zur Gruppe der Thermoplaste. Sie finden sie hauptsächlich in Kabelummantelungen und Bauteilen für die Luft- und Raumfahrt.
Nicht klassifizierte thermoplastische Elastomere
Diese Elastomertypen weisen ähnliche Geräuschdämpfungs- und Spannungsrelaxationseigenschaften auf wie vulkanisierter Gummi. Sie sind chemisch beständiger, insbesondere gegen Öl und Fett, und eignen sich daher für anspruchsvolle Anwendungen wie Dichtungsstreifen im Automobilbereich, Handgriffe und andere Fälle, in denen ABS, Polycarbonat und die Verbindung mit PVC erforderlich sind.
Eigenschaften von thermoplastischem Elastomer
Verschiedene TPE-Materialien haben unterschiedliche Eigenschaften. Ihre Eigenschaften werden jedoch normalerweise durch ihre Morphologie, Chemie und Zusammensetzung bestimmt. Auch das Verhältnis der harten und weichen Phasen beeinflusst eine bestimmte Eigenschaft, was zu einer Vielzahl von Kunststoff-TPEs in verschiedenen Gruppen führt.
UV-Stabilität
Thermoplastische Elastomere haben eine ausgezeichnete UV-Strahlung, wodurch sie harten Wetterbedingungen standhalten, vor allem bei Outdoor-Aktivitäten. Allerdings haben verschiedene TPEs eine unterschiedliche UV-Strahlung, was einige anfällig für eine höhere oder niedrigere UV-Strahlung macht.
Isolationseigenschaften
Der Grad der verfügbaren Polarität bestimmt die elektrische Isolierung von TPE. Die meisten thermoplastischen Elastomere haben nicht die gleiche elektrische Isolierung, sie reichen von gut bis ausgezeichnet. Sie sind nicht unterhalb dieses Bereichs zu finden, deshalb haben thermoplastische Elastomerkabel normalerweise eine hervorragende Qualität.
Flexibilität
Eine weitere großartige Eigenschaft von TPE ist die ausgezeichnete Flexibilität, hohe Schlagfestigkeit, Dehnung, dynamische Eigenschaften und Kältebeständigkeit bis -30 Grad. Darüber hinaus benötigen TPE keine Verstärkungsmittel, Stabilisatoren, Compounds oder Härtungssysteme, was sie zur Verbesserung der Rohstoffe und der Konsistenz der hergestellten Produkte nützlicher macht.
Chemische Resistenz
Die chemische Beständigkeit thermoplastischer Elastomere ist das Ergebnis ihrer Morphologie und Chemie. Tatsächlich hat TPE laut Forschung die Tendenz, flammhemmend zu sein. Diese chemische Beständigkeit ist es, was es auszeichnet und in verschiedenen Umweltfaktoren nützlich macht.
Thermische Eigenschaften
Der Schmelzpunkt und die Leistung eines thermoplastischen Elastomers werden durch seine thermischen Eigenschaften bestimmt. Ihr Schmelzpunkt liegt zwischen 260 und 320 Grad Celsius. Die mechanische Leistung bei Raumtemperatur und darüber wird durch die harte Phase, der Sprödpunkt und die Leistung bei Sonnentemperatur durch die weiche Phase gesteuert.
Mechanische Eigenschaften
Denken Sie daran, dass wir zuvor festgestellt haben, dass TPE eine harte und eine weiche Phase hat. Daher werden die mechanische Festigkeit und Steifheit (Modul), Härte, Reißfestigkeit, Abriebfestigkeit, Spannung und Kompression über Raumtemperatur und unter Erweichungspunkten von der harten Phase des TPE beeinflusst.
Vorteile von thermoplastischem Elastomer
Das Verständnis der Vorteile eines thermoplastischen Elastomers ist für Sie äußerst wichtig, um zu wissen, ob das Material Ihren Anforderungen und Standards entspricht:
Vielseitig: Aufgrund ihrer Vielseitigkeit können Sie thermoplastisches Elastomermaterial in verschiedenen Produkten und Umgebungen verwenden.
Umweltfreundlich: TPE-Materialien bestehen aus ungiftigem, wiederverwertbarem Kunststoff, sind nicht reizend und für den Menschen ungefährlich, was bedeutet, dass sie aus ökologischer Sicht eine perfekte Wahl sind.
Kosteneffizient: Sie können TPE anstelle anderer Materialien verwenden wie Silikon, Naturkautschuklatex und Polyvinylchlorid (PVC)-Verbindungen aufgrund ihrer Effizienz und Kosteneffizienz.
Farbabstimmung: TPE hat ein ansprechendes Aussehen und lässt sich aufgrund seiner Anpassungsfähigkeit an verschiedene Farben und Farbstoffe individuell an das gesamte Farbspektrum und die Oberflächenausführung anpassen.
Anwendungen von thermoplastischen Elastomeren
Nachfolgend sind einige der Branchen aufgeführt, in denen Sie thermoplastische Elastomere finden:
- Automobilindustrie: In der Automobilindustrie werden thermoplastische Elastomere aufgrund ihrer Hitze- und Chemikalienbeständigkeit zur Herstellung von Dichtungen, Rohrdurchführungen, Glaseinkapselungen, Antriebsriemen, O-Ringen usw. verwendet.
- Bauwesen: Aufgrund ihrer hervorragenden Witterungsbeständigkeit und Flexibilität werden sie in der Bauindustrie für Fenster und Türen, extrudierte Dichtungen, Fensterdichtungen, Rohrdichtungen usw. verwendet.
- Konsumgüter: Thermoplastische Elastomere werden für Konsumgüter wie Griffe von Elektrowerkzeugen, Druckbodenplatten, Fernbedienungsabdeckungen, Handyhüllen usw. verwendet, da sie ihre Funktionalität unter verschiedenen Bedingungen beibehalten.
- Medizin: Die Medizinbranche nutzt thermoplastische Elastomere aufgrund ihrer Biokompatibilität und Sterilisationsverträglichkeit für Spritzendichtungen, Beutel, Dichtungen, Ventile, Beatmungsschläuche und Katheter.
- Schuhwerk: Tauch- und Skiartikel wie Flossen, Schnorchel, Masken, Skischuhe und Skistockgriffe werden aus thermoplastischem Elastomer hergestellt, um Tragbarkeit und Leistung zu verbessern.
Verfahren zur Herstellung von thermoplastischem Elastomer
Die Herstellung von thermoplastischem Elastomer kann auf drei Arten erfolgen:
Spritzgießen
Spritzguss ist eine beliebte Methode zur Verarbeitung von thermoplastischen Elastomeren. Bei dieser Methode entsteht kein Formverlust und die Produktivität ist hoch. Das Spritzgussverfahren wird häufig für verschiedene Anwendungen wie Schläuche, Schaumstoffe usw. verwendet. Es gilt sowohl für Einlege- als auch für Co-Injektion. In Heißkanälen funktionieren TPEs beim Spritzguss ähnlich wie andere Thermoplaste, ohne dass es zu Problemen kommt.
Extrusion
Mithilfe der Extrusion können Sie verschiedene Profile formen. Ein gutes Beispiel für Werkzeuge, die Hersteller verwenden, ist die Einschneckenextrusion, während manche spezielle Werkzeuge wie Dreiabschnitts- oder Barriereschnecken verwenden, um eine bessere Leistung zu erzielen. Wenn Sie zur Herstellung von thermoplastischem Elastomer ein Extrusionsverfahren verwenden, sind Formen wie Schaum, Rohre und flache Platten erreichbar, was es zu einer empfohlenen Methode macht, wenn Sie verschiedene Produkte herstellen möchten.
3D Druck
Materialien mit gummiartigen Eigenschaften sind für Anwendungen, die Flexibilität und Elastizität erfordern, unverzichtbar. Traditioneller Gummi, ein duroplastisches Material, konnte früher nicht im 3D-Druckverfahren hergestellt werden. Die Hersteller suchten jedoch nach Alternativen, was zur Verwendung von TPE-Filamenten führte, die flexiblem Gummi nachempfunden sind.
Thermoplastisches Polyurethan (TPU), der beliebteste TYP für den 3D-Druck, funktioniert mit FDM- und SLS-Technologien. Aufgrund seiner Flexibilität eignet es sich ideal für die Herstellung von Teilen, die sich biegen oder anpassen lassen, wie Stopper, Riemen, Federn und Telefonhüllen.
Fazit
Thermoplastische Elastomere spielen aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften und Vorteile gegenüber anderen Materialarten in verschiedenen Branchen und Anwendungen eine wichtige Rolle. Wenn Sie die in diesem Artikel beschriebenen Qualitäten kennen, können Sie herausfinden, welche Elastomere für Ihre Anwendung am besten geeignet sind.
Weitere Ressourcen:
LFGB vs. FDA-Silikon: Was ist der Unterschied? – Quelle: TOGOHK
Die 10 wichtigsten Vorteile von Silikon, die Sie kennen sollten – Quelle: TOGOHK
Was ist Silikonkautschukkalandrierung?– Quelle: TOGOHK