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Thermoplastische Elastomere

Thermoplastische Elastomere (TPE)

Thermoplastische Elastomere vereinen die mechanischen Eigenschaften von vulkanisierten Elastomeren (Gummi) bei Raumtemperatur mit der Verarbeitbarkeit von thermoplastischen Kunststoffen. Die Fähigkeit der TPE, wiederholt aufschmelz- und verarbeitbar zu sein, liegt im Fehlen der bei Gummi vorliegenden chemischen Vernetzungsstellen begründet. Die elastomeren Eigenschaften erhält das Material entweder durch Copolymerisation von harten und weichen Blöcken oder durch Blenden einer thermoplastischen Matrix mit einem (teil)vernetzten oder unvernetzten Kautschuk. Im Fall der Copolymerisation bilden die Hartsegmente so genannte Domänen, die als physikalische Vernetzungsstellen fungieren.

Aus dem strukturellen Aufbau der TPE resultiert eine im Vergleich zu vernetzten Elastomeren geringere Wärmeformbeständigkeit und eine geringere Rückstellfähigkeit nach Entlastung, aber auch eine kostengünstigere Verarbeitung durch kürzere Zykluszeiten und die vorteilhafte Rezyklierbarkeit. Die aus TPE hergestellten Formteile können lackiert werden; sie sind bunt einfärbbar. Außerdem lassen sich die Gebrauchseigenschaften über den Anteil von Hart- bzw. Weichphase in weiten Grenzen einstellen. Dabei werden abhängig von der Polymertype der Hartphase TPE auf Amid-, Ester-, Olefin-, Styrol- oder Urethanbasis unterschieden. Ihre Einsatzgebiete sind entsprechend vielfältig: Stoßstangenhalterungen, Skistiefel, Folien, Walzen und Schläuche.

Die TPEs sind also kein "Nachfolgeprodukt" für den Gummi, sondern eine interessante Ergänzung, die die Verarbeitungsvorteile der Thermoplaste mit den Werkstoffeigenschaften der Elastomere verbindet.

Die wesentlichen Grundlagen beim strukturellen Aufbau der am Markt befindlichen TPE liegen in der Blockpolymerisationstechnik. Die Block-Copolymeren bestehen aus Blöcken bzw. Segmenten von Thermoplasten und Kautschuken. Der thermoplastische Anteil kann kristallin oder amorph vorliegen. Die thermoplastischen Bereiche bilden eine reversible "physikalische Vernetzung", d.h. sie erweichen nach Überschreiten der Glasübergangstemperatur. Damit werden auch die jeweiligen Kautschukblöcke formbar, so dass die Formmasse wie ein Thermoplast verarbeitet werden kann. Sobald im Abkühlprozess die Glasübergangstemperatur unterschritten wird, bildet sich das Elastomere (ohne Vulkanisation) wieder zurück.

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