De Juiste Thermoplastische Elastomeer (TPE) Kiezen voor Spuitgieten: Een Praktische Gids

We krijgen soms vragen over hoe thermoplastische elastomeren (TPE's) verschillen van thermoharsende elastomeren en welke van de verschillende TPE's het beste zou werken voor een gegeven onderdeel. Een van de meest fundamentele verschillen tussen een onderdeel gemaakt met thermoplasten en een gemaakt met thermoharsen heeft te maken met de chemie die gebeurt wanneer het onderdeel gevormd wordt.

De Naam is Binding…Chemische Binding

Thermoplastische elastomeren (TPE's) verschillen van thermoharsende elastomeren in de manier waarop hun moleculen aan elkaar hechten. Een ander verschil is dat TPE's verwerkt kunnen worden op conventionele spuitgietmachines. De hars wordt verhit boven zijn smeltpunt, in vorm gegoten, dan gekoeld door de vorm om te verharden in zijn eindvorm.

Terwijl thermoharsende elastomeren zoals vloeibaar silicone rubber (LSR) in vorm gegoten worden bij lagere temperaturen, dan hoge hitte van de vorm chemisch de polymeer kruislinkt. Dit versterkt bindingen tussen moleculen.

Een groot verschil tussen de twee is dat, omdat ze geen kruislinking ondergaan tijdens het gieten, TPE-onderdelen kunnen terugkeren naar een vloeibare toestand, wat recycling mogelijk maakt.

TPE's bieden ook het voordeel dat ze op dezelfde apparatuur als standaard thermoplastische hars verwerkt kunnen worden, wat geoptimaliseerde processen zoals overmoulding of multi-shot moulding toelaat.

Triax Technologies gebruikte TPE overmoulding om chemisch te binden aan het substrata-materiaal, wat een waterdichte afdichting creëerde voor hun IoT-wearable apparaat.

Typen Thermoplastische Elastomeren

U kunt TPE's in zes primaire categorieën opdelen die verschillen op basis van hun chemische samenstelling en structuur:

• TPV: Thermoplastische vulcanisaten
• TPU: Thermoplastische urethanen
• TPO: Thermoplastische olefine
• SBC: Styreen-blokcopolymere
• COPE: Copolyester elastomeer
• PEBA: Polyether blok amide

Er kunnen substantiële verschillen zijn tussen elk type TPE en zelfs de formulering van elk subtype, dus het is belangrijk om het juiste materiaal te kiezen bij het overwegen van onderdeellevensduur en kosten.

TPV – Thermoplastische Vulcanisaten

Dit is een hard thermoplastisch materiaal met gebieden van zachter gekruislinkt rubber verdeeld doorheen zijn polymermatrix. In het algemeen biedt het een "zacht" gevoel, matte afwerking, en hoge compressieset. Let op dat het niet beschikbaar is in transparant.
Toepassingen: Afdekkingen, rubberen en grommets, buffers, onder-de-kap toepassingen

TPU – Thermoplastische Urethanen

Dit is een blokcopolimeer met afwisselende harde en zachte gebieden op zijn moleculaire ruggengraat, met urethan-koppelingen. TPU staat bekend om zijn midden-tot-hoge hardheid, goede helderheid, matige compressieset, en goede slijt-, wrijvings-, en scheurweerstand. Het is geschikt voor buitentoepassingen en moet gedroogd worden voor het gieten. Het is ook redelijk duur. TPU wordt ook onderscheiden als de enige TPE beschikbaar voor 3D-printen.
Toepassingen: Beschermende hoesjes, sportuitrusting, medische apparatuur, schoeisel, inline-schaatswielen

TPO – Thermoplastische Olefine

Dit is een "hard" polyolefine (meestal polypropyleen) gemengd met "zachte" niet-gekruislinkte rubbergebieden. De hoge hardheid levert een zacht product met hoge slaagsterkte. Sommige graden zijn weerbestendig. Het heeft een lage compressieset en, in tegenstelling tot TPU, is het relatief goedkoop.
Toepassingen: Auto-interieur: dashboard, bumpers, dakbedekking

SBC – Styreen-Blokcopolymere

Deze kunststoffen bestaan uit harde styreengebieden en "zachte" elastomerische gebieden gerangschikt in afwisselende blokken, meestal gemengd met een rigidere polymeer zoals polypropyleen. Er zijn veel verschillende SBC's, dus eigenschappen zijn vaak afhankelijk van specifieke formulering. SBC is het zachtste en meest flexibele van alle TPE's. Het heeft een glanzende oppervlakte, hoge rek, goede transparantie, en goede slijtweerstand.
Toepassingen: Zachte aanrakingshandvaten, knoppen, knopen, grepen; gel-inlagen

COPE – Copolyester Elastomeer

COPE is een copolymeer bestaande uit harde kristallijne polyestergebieden en zachte amorfe segmenten. Het staat bekend om zijn hoge temperatuurbestendigheid, scheursterkte, en slagsterkte. Het heeft ook goede kruipweerstand en lage vochtabsorptie.
Toepassingen: Meubelen, auto rubberen, bumpers, prothesen

PEBA – Polyether Blok Amide

Deze copolymeer bestaat uit harde polyamide-blokken afwisselend met zachte elastomerische blokken. PEBA staat bekend om zijn goede buigmoeheid, kruip-, en slagweerstand. Het doet het ook goed bij hoge temperaturen, heeft een lage compressieset.
Toepassingen: Medische apparatuur, sportuitrusting, elektronica