Thermoplastische elastomeren (TPE) voor spuitgieten

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

De naam is Bond...Chemische binding

Thermoplastische elastomeren (TPE's) verschillen van thermohardende elastomeren in de manier waarop hun moleculen aan elkaar hechten. Een ander verschil is dat TPE's op conventionele spuitgietmachines kunnen worden verwerkt. De hars wordt verwarmd tot voorbij het smeltpunt, in vorm gegoten en vervolgens afgekoeld door de mal om te stollen tot zijn uiteindelijke vorm.

Ondertussen worden thermohardende elastomeren zoals vloeibaar siliconenrubber (LSR) in vorm gegoten bij lagere temperaturen, waarna hoge hitte van de mal het polymeer chemisch verknoopt. Dit versterkt de bindingen tussen moleculen.

Een groot verschil tussen de twee is dat TPE-onderdelen kunnen terugkeren naar een gesmolten toestand, waardoor ze kunnen worden gerecycled, omdat ze tijdens het gieten geen verknoping ondergaan.

TPE's bieden ook het voordeel dat ze op dezelfde apparatuur kunnen worden verwerkt als standaard thermoplastische hars, waardoor meer geoptimaliseerde processen zoals overmolding of multi-shot moulding mogelijk zijn.

Triax Technologies gebruikte TPE-overmolding om chemisch te hechten aan het substraatmateriaal, waardoor een waterdichte afdichting ontstond voor zijn IoT-compatibele wearable apparaat.

Soorten thermoplastische elastomeren

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

TPV:Thermoplastische vulkanisaten
TPU:Thermoplastische urethanen
TPO:Thermoplastische olefinen
SBC:styreenblokcopolymeren
COPE:Copolyester elastomeer
PEBA:Polyetherblokamide

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 de levensduur en kosten van onderdelen.

TPV – Thermoplastische Vulkanisaten

Dit is een hard thermoplastisch materiaal met delen van zachter verknoopt rubber verspreid over de polymeermatrix. Over het algemeen biedt het een "zacht" gevoel, een matte afwerking en een hoge compressieset. Houd er rekening mee dat het niet duidelijk beschikbaar is.
Toepassingen: Afdichtingen, laarzen en doorvoertules, bumpers, toepassingen onder de motorkap

TPU – Thermoplastische Urethanen

Dit is een blokcopolymeer met afwisselend harde en zachte gebieden op de moleculaire ruggengraat, met urethaanbindingen. TPU staat bekend om zijn gemiddelde tot hoge hardheid, goede helderheid, matige compressie en goede slijtvastheid, slijtvastheid en scheurweerstand. Het is geschikt voor buitentoepassingen en moet vóór het gieten worden gedroogd. Het is ook vrij duur. TPU onderscheidt zich ook als de enige TPE die beschikbaar is voor 3D-printen.
Toepassingen: Beschermkoffers, sportuitrusting, medische uitrusting, schoeisel, inline skatewielen

TPO – Thermoplastische Olefinen

Dit is een "hard" polyolefine (typisch polypropyleen) vermengd met "zachte" niet-verknoopte rubberen gebieden. De hoge hardheid levert een taai product op met een hoge slagvastheid. Sommige kwaliteiten zijn weerbestendig. Het heeft een lage compressie en is, in tegenstelling tot TPU, relatief goedkoop.
Toepassingen: Auto-interieur:dashboard, bumpers, dakbedekking

SBC – Styreenblokcopolymeren

Deze kunststoffen zijn gemaakt van harde styreengebieden en "zachte" elastomeergebieden die in afwisselende blokken zijn gerangschikt, meestal gemengd met een stijver polymeer zoals polypropyleen. Er zijn veel verschillende SBC's, dus eigenschappen zijn vaak afhankelijk van een specifieke formulering. SBC is de zachtste en meest flexibele van alle TPE's. Het heeft een glanzend oppervlak, hoge rek, goede transparantie en goede slijtvastheid.
Toepassingen: Soft-touch handgrepen, knoppen, knoppen, grepen; gel-inzetstukken

COPE – Copolyester Elastomeer

COPE is een copolymeer dat bestaat uit harde kristallijne polyestergebieden en zachte amorfe segmenten. Het staat bekend om zijn hoge temperatuurbestendigheid, scheursterkte en slagvastheid. Het heeft ook een goede kruipweerstand en een lage vochtopname.
Toepassingen :Meubels, autolaarzen, bumpers, protheses

PEBA – Polyetherblokamide

Dit copolymeer bestaat uit harde polyamideblokken afgewisseld met zachte elastomeerblokken. PEBA staat bekend om zijn goede buigmoeheid, kruip en slagvastheid. Het doet het ook goed bij hoge temperaturen, heeft een lage compressie.
Toepassingen: Medische apparatuur, sportapparatuur, elektronica

Doorschijnende en doorzichtige kunststof spuitgegoten onderdelen 1018 versus 4140 staal:kiezen tussen twee geweldige metalen

Samengesteld materiaal

Metaal

Hars

vezel

Samengesteld materiaal

TPE-type	Handelsnamen	Chemische weerstand	Dimensionale stabiliteit	Dichtheid	Hoge treksterkte?	Shore-hardheidsbereik	Continu gebruik Temp. Limiet
TPV	Geolast Santopreen Sarlink	goed	goed	hoog	matig	40A tot 50D	135℃
TPU	Texine Elastollan Desmopan	uitstekend (voor formuleringen op basis van polyester)	goed (met toevoegingen)	hoog	ja	65A tot 80D	120℃
TPO	Polytroop Hostacom Thermorun	goed	goed	laag	ja	75A tot 80D	120℃
SBC	K-hars Kraton Asaflex	beperkt	goed	laag	laag tot gemiddeld	15A tot 50D	110℃
COPE	Hytrel Pibiflex Herafle	goed	goed	hoog	ja	90A tot 80D	140℃
PEBA	Vestamid Pebax	goed	goed	laag	ja	80A tot 75D	170℃