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TPE – Thermoplastische Elastomere

Unter der Bezeichnung TPE (, thermoplastische Elastomere,) versteht man Materialien, die die Eigenschaften von Gummi mit denen von Thermoplasten vereinen. TPE ist weich wie Gummi, lässt sich aber durch Wärmezufuhr plastisch verformen, was eine Verarbeitung durch Spritzgießen (auch 2K) und Extrusion ermöglicht. Thermoplastische Elastomere (TPE) enthalten stets zwei Phasen, von denen die harte Phase für das Aufschmelzen und die weiche Phase für den elastomerartigen Charakter verantwortlich ist. Existieren diese zwei Phasen innerhalb eines Moleküls, spricht man von Blockcopolymeren. TPE kann aber auch durch das Vermischen (Blend) von Thermoplasten (z.B. PP, PBT oder PA) mit Elastomeren hergestellt werden.

In den 1960er wurden immer mehr thermoplastische Kunststoffe verwendet. Vernetzte Kautschuke wurden in dieser Zeit bereits vielseitig eingesetzt, allerdings bereitete deren Verwendung einige Schwierigkeiten: Sie waren schwer zu verarbeiten, teuer und unmöglich zu recyceln.

Der Trend zu bunten Farben und angenehme Haptik führte zu einem verstärkten Bedarf an weichen, günstigen und einfach zu verarbeitenden Materialien. In den 1970er Jahren kam es dadurch zur Entwicklung und Produktion einiger thermoplastischer Elastomere.

Es existiert eine Vielzahl an thermoplastischen Elastomeren, die sich wie folgt einteilen lassen:

  • TPE-O - Thermoplastische Olefine (Blend aus harten und weichen Phasen)
  • TPE-S – Styrol-Blockcopolymere (SBS, SEBS oder SEPS)
  • TPE-V – Vulkanisierte (vernetzte) PP/EPDM-Compounds
  • TPE-E – Copolyester-Compounds
  • TPE-U - Thermoplastische Polyurethane
  • TPE-A - Thermoplastische Polyamide

Die Bezeichnungen TPO, TPS, TPV, TPE, TPU und TPA sind ebenso üblich.

Struktur von TPE-S.

Sämtliche Hart/Weich-Mischungen besitzen ähnliche, gummiartige Eigenschaften, die sich jedoch bezüglich Wärmestabilität, chemische Beständigkeit, Flexibilität und Druckverformungsrest unterscheiden.

Die mechanischen Eigenschaften von TPE liegen unterhalb derer von herkömmlichen Thermoplasten. Ihre Wärmestabilität ist geringer, ebenso die chemische Beständigkeit und das Rückstellvermögen.

Der große Erfolg von thermoplastischen Elastomeren ist hauptsächlich mit der einfachen Verarbeitung im Vergleich zu Gummi zu begründen. Standardverfahren der Kunststoffverarbeitung, wie Spritzgießen, Extrusion, Thermoforming und Blasformen, sind mit diesen Materialien möglich. TPE‘s können einfach eingefärbt werden, und durch die Möglichkeit des Zweikomponenten-Spritzgusses ergeben sich völlig neue Anwendungen für Teile aus harten und weichen Komponenten.

Zu den größten Produzenten von TPE‘s gehören Enplast und Ravago (Ensoft, Enflex, Sconablend), Kraiburg, Tecknor Apex, AES, Elasto und Softer mit Marken wie Dryflex, Sarlink, Monprene, Santoprene, Laprene und Forprene. Des Weiteren gibt es zahlreiche, regionale Compoundeure.

Auch die großen, petrochemischen Hersteller sind auf dem Markt mit eigenen TPE‘s vertreten, z.B. DSM mit Arnitel (TPE-E), Celanese mit Riteflex (TPE-E), DuPont mit Hytrel (TPE- E), Arkema mit Pebax (TPA) und Dow mit Engage (TPO).

Zu den typischen Anwendungen von thermoplastischen Elastomeren (TPE) gehören:

  • Soft-Touch-Griffe für Werkzeuge, Stifte, Zahnbürsten, Rasierer
  • Dichtungen von Fenstern im Auto, Einlegematten, Abdeckungen für Airbag und Instrumententafeln
  • Kabelummantelungen
  • Sportartikel
  • Dachmembrane
  • Spielzeug