ALLOD - Thermoplastische Elastomere

Welche TPE-Arten gibt es?

Thermoplastische Elastomere können gegliedert werden in

Blends sind Legierungen aus einer Kunststoffmatrix und einem weichen Werkstoff, z.B. einem Elastomer.

Block-Copolymere sind Molekülketten mit unterschiedlichen Segmenten, die sich beim Abkühlen zu „Hart“- und „Weich“-Bereichen zusammenlagern. Es gibt TPS (Styrol-Block-Copolymer), TPU (thermoplastisches Polyurethan), TPE auch als TEEE bezeichnet (thermoplastisches Polyester-Elastomer) und TPA (thermoplastisches Polyether-Polyamid).

Was sind Thermoplastische Elastomere?

Thermoplastische Elastomere (Abkürzung: TPE) sind Werkstoffe, welche thermoplastisch verarbeitbar sind und gummiähnliche Gebrauchseigenschaften aufweisen.

Thermoplastische Elastomere lassen sich sehr leicht formen, da sie bei der Verarbeitung den plastischen Zustand durchlaufen. Sie lassen sich in allen Härten von 5 Shore A bis über 70 Shore D herstellen. Durch Modifizierung erreicht man Haftung an nahezu allen technischen Thermoplasten. Ihre Fließfähigkeit, sowie ihre Dichte, Optik, Kratzfestigkeit und andere Eigenschaften, lassen sich ebenfalls durch Compoundierung mit verschiedensten Füllstoffen und Additiven einstellen.

Welche Unterschiede treten bei den einzelnen TPE-Arten auf?

Die einzelnen TPE-Arten unterscheiden sich in ihren Eigenschaften. So zeichnet sich TPE z.B. durch gute mechanische Festigkeiten, die TPU durch gute Abriebwerte aus. Beide besitzen jedoch Optimierungspotential vor allem im DVR bei höheren Temperaturen. TPV und TPS sind in sehr weiten Bereichen modifizierbar. Herausforderungen sind allerdings Anwendungen in Öl und/oder bei hohen Temperaturen. TPA stechen durch ihre Schnappigkeit hervor. Allerdings sind sie, ebenso wie TPU nicht einfach zu verarbeiten.

TPS
(Styrol-Block-Copolymer)
auf Basis SEBS Styrol-Blöcke bilden physikalisches Netzwerk

Kriterium	Beurteilung / Werte
Härte	alle Härten
mechanische Eigenschaften	mäßig
Einsatztemperatur	max. 100°C, Sonderwerkstoffe bis 150°C
Druckverformungsrest	40 bis 70% bei 100°C/24h, Sonderwerkstoffe 41% bei 150°C/24h
Ölbeständigkeit	eingeschränkt
Hydrolysebeständigkeit	sehr gut
Witterungsbeständigkeit	sehr gut
Verarbeitung	sehr gut
Haftung	PP, PE, ABS, PC, PMMA, PBT, POM
Sonstiges	+ Variabilität (Härte, Haftung, Dichte, Dämpfung, DVR)
	+ preisgünstig
	+ säure- und laugenbeständig
	- Verzug (abhängig von der Härte)
	unpolar

Kriterium	Beurteilung / Werte
Härte	ab ca. 80 Shore A
Mechanische Eigenschaften	sehr gut
Einsatztemperatur	bis zu 160°C
Druckverformungsrest	80% bei 100°C/24h
Ölbeständigkeit	gut
Hydrolysebeständigkeit	mäßig
Witterungsbeständigkeit	gut bei Zusatz von Antioxidantien
Verarbeitung	sehr gut
Haftung	PC, PC/ABS, PET, PBT
Sonstiges	+ gute dynamische Eigenschaften
	+ hohe Festigkeit
	- Plastikhaptik
	- Preis

Kriterium	Beurteilung / Werte
Härte	ab 35 Shore A
mechanische Eigenschaften	gut
Einsatztemperatur	max. 100°C
Druckverformungsrest	40 bis 60% bei 100°C/24h
Ölbeständigkeit	eingeschränkt
Hydrolysebeständigkeit	sehr gut
Witterungsbeständigkeit	sehr gut
Verarbeitung	sehr gut
Haftung	PP, PA, ABS, ABS/PC
Sonstiges	+ Gummieigenschaften
	+ dynamische Eigenschaften
	+ schäumbar
	- Abrieb
	- Fließfähigkeit
	unpolar

Kriterium	Beurteilung / Werte
Härte	ab ca. 60 Shore A
mechanische Eigenschaften	sehr gut
Einsatztemperatur	bis zu 80°C
Druckverformungsrest	80% bei 100°C/24h
Ölbeständigkeit	gut
Hydrolysebeständigkeit	mäßig
Witterungsbeständigkeit	gut bei aliphatischen Typen
Verarbeitung	mäßig
Haftung	PA, PA/ABS, ABS, ABS/PC, PC, ASA
Sonstiges	+ Festigkeit
	+ Abrieb
	+ Transparenz
	- Vergilbung (außer aliphatische Typen)
	- Preis

Kriterium	Beurteilung / Werte
Härte	ab ca. 75 Shore A
mechanische Eigenschaften	sehr gut
Einsatztemperatur	bis zu 80°C
Druckverformungsrest	80% bei 100°C/24h
Ölbeständigkeit	gut
Hydrolysebeständigkeit	mäßig
Witterungsbeständigkeit	gut
Verarbeitung	mäßig
Haftung	PC, ABS/PC, PA11, PA12
Sonstiges	+ geringe Dichte
	+ Transparenz
	+ Tieftemperaturflexibilität (bis -40°C)
	- Preis

Shore A, Shore D?

Bei Härte nach Shore wird ein Widerstand gemessen, der durch das Eindringen eines Körpers mit bestimmter Form entsteht, welcher mit einer definierter Federkraft auf das Prüfobjekt gedrückt wird.
Messwerte sind 0 bis 100, wobei 0 der kleinsten und 100 der größten Härte entspricht.
Die Härte in Shore A ist weicher als die in Shore D, wobei eine Überschneidung dieser beiden Härteangaben vorliegt. 90 Shore A entspricht ungefähr 35 Shore D.

TPE Art	Haftung an
TPS	PP, PE, ABS, PC, PC/ABS, PMMA, PBT, POM, …
TPU	PA, PA/ABS, ABS, PC, PC/ABS, ASA
TPC	PC, PC/ABS, PET, PBT
TPA	PC, PC/ABS, PA11, PA12
TPV	PP, PA, ABS, PC/ABS*
TPO	PP, PE

Was ist der Druckverformungsrest (DVR)?

Der Druckverformungsrest (Abkürzung DVR), oder im Englischen „Compression Set“ (Abkürzung CS), gibt an, zu welchem Maß ein deformierte Werkstoff sich nach einer bestimmten Zeit und einer bestimmten Temperatur wieder zurückstellt.
Ein DVR von z.B. 0% gibt an, dass sich der Werkstoff zu 100%, also vollständig zurückgestellt hat. Bei einem DVR von 100% hat sich das Material zu 0%, also gar nicht zurückgestellt.
Wichtig sind DVR-Werte z.B. bei Dichtungsanwendungen oder Dämpfungselementen.