De unieke eigenschappen van thermoplastische

26
Kunststof Magazine nummer 1, januari 2014
Materialen
Een introductie in een groep bijzonder veelzijdige materialen
De unieke eigenschappen van
thermoplastische elastomeren
Thermoplastische elastomeren behoren tot de meest diverse kunststoffen binnen de kunststofverwerkende
industrie. Het kenmerk van thermoplastische elastomeren is dat het bij kamertemperaturen elastisch
(elastiek/rubberachtig) is en dat het na verhitting week (vloeibaar) wordt waardoor het gemakkelijk in een
vorm te gieten is. Na afkoeling behoudt het deze nieuwe vorm. In dit artikel geven we een overzicht van de
verschillende thermoplastische elastomeren en hun eigenschappen.
Door Antoine Sonnega
Thermoplastische elastomeren
zijn eenvoudig te verwerken
- Thermoplastische polyamide
(TPE-A)
middels spuitgieten of ex-
gebaseerde thermoplastische
zuren moet het materiaal zon-
elastomeren. Deze worden
der vulstoffen worden gebruikt,
voornamelijk onderverdeeld in
aangezien calciumcarbonaat
SEBS en SBS.
(CaCO3) reageert met zuur. De
truderen. In tegenstelling tot
In de praktijk wordt de E wegge-
conventioneel rubber, dat na
laten en heeft men het bijvoor-
vulkanisatie dwarsverbindingen
beeld over TPE of TPS (SBS/
SEBS
dige (onverzadigde) vetten is
(cross-links) tussen verschil-
SEBS) TPV, TPO & TPU. Behalve
SEBS staat voor styreen-ethy-
matig: de weerstand tot dierlijke
lende monomeerketens maakt,
bij TPE-E: dan wordt het TPC.
leen/butyleen-styreen. Het ba-
vetten is slecht. Weerstand
sispolymeer SEBS heeft – verge-
tegen smeerolie, benzine en
moplastische elastomeer. Dit is
TPE’s wordt geplaatst tussen
leken met SBS – van zichzelf een
andere brandstoffen en veel
dan ook het bijzondere kenmerk
crosslink rubbers en thermo-
hoge thermische stabiliteit. Dit
oplosmiddelen is ook slecht.
van een thermoplastische elas-
plasten. Ze zijn goed te recyclen
kan verder worden opgewaar-
Weerstand tegen alcohol en gly-
tomeer. Deze twee kenmerken
en makkelijk in te kleuren: dit
deerd met behulp van stabilisa-
col is goed. Gevulde SEBS-kwa-
geven een voordeel boven de
in tegenstelling tot gevulkani-
toren, zodat men een nog hogere
liteiten hebben matige tot goede
andere rubbers. Een materiaal
seerde rubbers. In veel gevallen
UV-bestendigheid verkrijgt en
slijtage-eigenschappen: onge-
is een thermoplastische elasto-
– bijvoorbeeld bij 2K spuitgieten
een beter verouderingsgedrag
vulde SEBS-compounds hebben
meer als het:
– vormt TPE een belangrijke rol
zoals vereist in bijvoorbeeld de
betere slijtage-eigenschappen.
- bij kamertemperatuur elas-
bij hechting met andere ther-
automotive-industrie en voor de
SEBS wordt veel ingezet in de
moplasten, die de noodzaak van
meeste exterieurtoepassingen.
food- en de medische industrie.
assemblage bespaart.
Deze producten zijn zeer goed
gebeurt dit niet bij een ther-
tisch rubberachtig is en
- plastisch wordt bij een hoge
bestand tegen water en tegen
SBS
TPE-S
verdunde zuren en logen.
SBS staat voor styreen-buta-
TPE-S staat voor styreen-
Bij sommige geconcentreerde
dien-styreen en is de meest
temperatuur.
TPE is de algemene afkorting
weerstand tegen veel plantaar-
en verzamelnaam voor alle
standaard TPE-S. Het materiaal
thermoplastische elastomeren.
heeft standaard een slechte
In het algemeen wordt een on-
De volgende afkortingen worden internationaal toegepast:
UV-stabiliteit en weersbesten-
derscheid gemaakt tussen circa
- TPE-O of TPO = thermoplastische elastomeer op olefinebasis,
digheid. Ook kan SBS minder
zes soorten thermoplastische
elastomeren:
- Styreen blok copolymeer
(TPE-S)
- Polyolefinen mengsels (TPE-O)
- Thermoplastisch vulkanisaat
(TPE-V)
- Thermoplastische polyurethanen (TPE-U)
- Thermoplastische co-polyester (TPE-E)
voornamelijk PP-PE gebaseerd, maar ook onvernette PP/EPDM.
- TPE-V of TPV = Vernette thermoplastische elastomeer op
olefinebasis, voornamelijk PP/EPDM.
- TPE-U of TPU = thermoplastische elastomeer op urethaanbasis,
- TPE-E of TPC = thermoplastische elastomeer copolyester,
- TPE-S of TPS = Styrol-Blokcopolymeer (SBS, SEBS, SEPS,
SEEPS en MBS). Deze kunnen echter nauwelijks in pure vorm
goed tegen extreme temperatuurschommelingen. Wanneer
men deze materialen inzet voor
buitentoepassingen of toepassingen waarbij het product veel
blootgesteld wordt aan de zon of
verwerkt worden. Voor een goede verwerking dient een com-
licht, dan moet men het product
pound te worden gemaakt, dat dan tevens klantspecifiek kan
goed testen voor geschiktheid.
worden ontwikkeld.
In de volksmond wordt dit mate-
- TPE-A of TPA = thermoplastische copolyamide.
riaal ook wel TPR: thermoplastisch rubber genoemd.
Materialen
nummer 1, januari 2014 Kunststof Magazine
voornamelijk erg geschikt
voor contact met chemicaliën
en hebben een uitstekende
compressieset ten opzichte
van TPE-S. De rek bij breuk en
sterkte zijn echter matig tot
slecht. Wel zijn deze materialen
makkelijk in te kleuren en te
verkrijgen in alle hardheden.
Om een betere sterkte en rek
bij breuk te krijgen kan men
een gedeeltelijk gecrosslinkt
TPE-V gebruiken: deze heeft
echter een slechtere geheugenwaarde. Een combinatie van
een TPE-V en een TPE-S noemen wij een hybride compound,
dat van beide elastomeren de
beste eigenschappen bezit.
4KFLEX® - HYBRIDE
ELASTOMEREN
Dit zijn elastomeren waarbij
een mengsel gemaakt wordt
van bovenstaande verschilBij verwerking van dit materiaal
Het negatieve van dit materiaal
TPE-O
lende types. Afhankelijk van
– maar ook in de tweede levens-
is dat het product standaard
TPE-O staat voor olefine ge-
de toepassing – zoals bij 2K
fase (recycling) – moet men erg
minder goed tegen UV-straling
baseerde thermoplastische
spuitgieten op technische poly-
goed oppassen dat het materi-
en water kan. Men kan door
elastomeren. Deze worden
meren – kan men door middel
aal niet te veel degradeert en
verschillende additieven toe
voornamelijk gebruikt in de
van een hybride compound de
(gedeeltelijk) gaat crosslinken.
te voegen dit wel verbeteren.
automotive-industrie: denk
beste resultaten behalen. Vaak
Het materiaal gaat dan verbran-
Minpunt van het materiaal is de
hierbij aan bumpers. Het rub-
zijn bepaalde elastomeren met
den en verliest zijn thermo-
verwerking. De moeilijke lossing
bergedeelte in deze compound
bijvoorbeeld een hoge slijtvast-
plastische karakter. SBS wordt
en de langere cyclustijd kunnen
is niet gecrosslinkt of slechts
heid zoals TPE-U erg lastig te
voornamelijk ingezet in de
een probleem vormen.
een klein beetje. Dat is ook de
verwerken. Door het maken van
schoenindustrie. Meestal wor-
Er zijn verschillende typen
reden waarom deze elastomeren
een hybride compound worden
den deze materialen gebruikt in
TPU’s: ethers, esters en blends.
eigenlijk meer horen bij de flexi-
deze eigenschappen volledig
bele plastics met een hoge slag-
benut met als voordeel een
een hybride compound, waarbij
door het bijmengen van SEBS
TPE-E
vastheid dan dat het een echte
goede verwerking. Men kan
de verouderingskwaliteit en de
TPE-E staat voor thermoplasti-
elastomeer is. Vaak heeft het
hier denken aan een betere
UV-stabiliteit van het materiaal
sche polyester elastomeren. Dit
materiaal een matige geheugen-
lossing, lagere cyclustijden
verbeteren. Zowel SBS als SEBS
zijn elastomeren met een goede
waarde. Het wordt voornamelijk
en een betere vloei. Zo heeft
kan men ook in transparante
thermische stabiliteit en een
ingezet bij producten waar een
bijvoorbeeld TPE-V met een
kwaliteiten vinden.
goede hittebestendigheid. Ook
hoge slagvastheid benodigd is bij
goede geheugenwaarde vaak
hier is er een verschil tussen
lage temperaturen. Door middel
een minder goede vloei. Door
TPU
ester- en ether-grades. Het ge-
van het toevoegen van additieven
het maken van een hybride
TPU is de afkorting voor ther-
bruik van een ether of een ester
en andere elastomeren kunnen
compound met toevoeging van
moplastische polyurethaan. Dit
(vaak een combinatie van beide)
de eigenschappen van deze ma-
andere typen elastomeren kan
thermoplast is een erg divers
is mede afhankelijk van de toe-
terialen worden verbeterd.
men een betere vloei reali-
product met verschillende
passing en de benodigde hard-
types. Over het algemeen wordt
heid. Afhankelijk van de eisen
TPE-V
TPU gebruikt voor producten
met betrekking tot hittebesten-
TPE-V staat voor thermoplas-
die een hoge slijtvastheid nodig
digheid, thermische stabiliteit
tisch vulcanisaat. Deze materi-
Antoine Sonnega is DGA van
hebben of goede oliebestendig-
en dynamische eigenschappen
alen bestaan uit polypropyleen
4KFLEX® elastomeren en de
heid en een goede weerstand
gebruikt men een ester, een
en EPDM die gecrosslinkt
zusterbedrijven KORRELS BV,
tegen dynamische stress.
ether of een ester-ether TPE-E.
worden. Deze materialen zijn
E-stock & ECOmpounds®.
seren, met als resultaat een
strakker oppervlak. n
27