Extromer • Materialien • Was sind TPE-Profile?

1. Was sind thermoplastische Elastomere (TPE) ?

Thermoplastische Elastomere (TPE) sind eine Gruppe von Materialien, die sowohl die Eigenschaften von thermoplastischen Kunststoffen wie etwa PP oder PE, als auch die Eigenschaften von synthetischen Kautschuken (Elastomeren) wie etwa EPDM oder SBR mit ihrer Gummielastizität in sich vereinen. Thermoplastische Kunststoffe zeichnen sich durch ihre einfache Verarbeitbarkeit aus. Sie lassen sich unter Hitze einfach Aufschmelzen, plastisch verformen und durch einfaches Abkühlen wieder in eine feste Form bringen. Synthetische Gummi-Kautschuke (Elastomere) hingegen, müssen zu Ihrer Aushärtung einem Vulkanisationsprozess (Backen des Profils unter Hitze und Druck) unterzogen werden. Dieser Prozess ist nicht nur wesentlich Aufwendiger, weshalb sich die Herstellung solcher Profile in der Regel nicht unter mehreren zehntausend Metern rechnet, hinzu kommen um ein vielfaches höhere Kosten für den Werkzeugbau, da diese Aufwendig in ihrer Konstruktion sind um den Vulkanisationsprozess durchführen zu können. Die Kombination aus thermoplastischen Kunststoffen und synthetischen Elastomeren zum Material thermoplastische Elastomere erlaubt die einfache Verarbeitbarkeit durch Erhitzen (einfachem Aufschmelzen) zu nutzen, zugleich jedoch ein Produkt entstehen zu lassen, dass einem synthetischen Gummi so nahe kommt, dass es im Alltag nicht zu unterscheiden ist.

2. TPE und Synthesekautschuk im direkten Vergleich

Eigenschaft	+/-	TPE's (Thermoplastische Elastomere)	+/-	Synthesekautschuk (z.B. EPDM, SBR usw.)
Verarbeitung	+	einfach (einfaches Schmelzen)	-	aufwendig (Vulkanisation erforderlich)
Kosten für Werkzugbau	+	gering bis mittel (einfach zu Konstruieren)	-	mittel bis hoch (aufwendig zu Konstruieren)
Kosten für Produkt	-	bei sehr hohen Mengen teurer	+	bei sehr hohen Mengen günstiger
Mindestfertigungsmenge	+	gering (schon ab wenigen Metern)	-	hoch (rechnet sich selten unter 10.000 Meter)
Verarbeitungsgeschwindigkeit	+	schnell (kurze Zykluszeiten) = kurze Lieferzeiten	-	langsam (Vulkanisation erforderlich) = längere Lieferzeiten
Verwendung von Weichmachern	+	in der Regel nicht erforderlich	-	häufig erforderlich
Umweltfreundlichkeit/ Recyclingfähigkeit	+	sehr gut (je nach TPE-Typ bis zu 100%)	-	schlecht (aufwändige Entsorgung aufgrund der Vernetzung)
Härteberiech (Shore A)	+	5° = ähnlich Fruchtgummis / bis 90° (je nach TPE-Typ)	-	20° bis 90° (je nach Kautschuk-Typ)
Farbgebung	+	jede nach RAL-Code / Metallic-Farben / transluzent und transparent	-	überwiegend Schwarz / selten Grau / sehr selten in Farbig
Abfärben des Produkts	+	gering bis gar nicht (je nach TPE-Typ)	-	häufig (enthält Rußmittel vom Vulkanisationsprozess)
Temperaturbeständigkeit	-	-40 °C bis +150°C (je nach TPE-Typ)	+	-50°C bis +200 °C (je nach Kautschuk-Typ)
Dichte	+	gering bis mittel = geringes Bauteilgewicht	-	mittel bis hoch = höheres Bauteilgewicht
Elastizität	-	im Verglich schlechter (jedoch immer noch hoch)	+	im Vergleich besser
Kälteflexibilität	-	im Verglich schlechter (jedoch immer noch hoch)	+	im Vergleich besser
Mechanische Eigenschaften (Zugfestigkeit, Reißfestigkeit, Bruchdehnung etc.)	+	gleichwertig (je nach gewählten TPE-Typ)	+	gleichwertig (je nach gewählten Kautschuk-Typ)
Abrieb/Verschleiß	+	gleichwertig (je nach gewählten TPE-Typ)	+	gleichwertig (je nach gewählten Kautschuk-Typ)
Medienbeständigkeiten (z.B. gegen UV-Ozon, Öle, Chemikalien etc.)	-	im Verglich schlechter (Dennoch gut bis sehr gut, je nach gewählten TPE-Typ.)	+	im Vergleich besser (je nach gewählten Kautschuk-Typ)
Qualitäten für Lebensmittelkontakt	+	große Auswahl / Konform der FDA-Richtline der U.S. Food and Drug Administration	-	geringe Auswahl / hohe Mindestmengen
Qualitäten für Trinkwasserkontakt	+	große Auswahl / Konform der KTW-Richtlinien für Kalt- und Warmwasser	-	geringe Auswahl / hohe Mindestmengen
Qualitäten für Brandschutzanforderungen	+	große Auswahl / schwer entflammbar / selbstverlöschend / von UL94 HB bis V-0	-	geringe Auswahl / hohe Mindestmengen
Weiterverarbeitung	+	Spiegelschweißen von Profilen z.B. zu Dichtungs-Rahmen oder Dichtungs-Ringe (O-Ringe) sehr feste Verbindung! Der Vorgang kann am selben Produkt unendlich oft vollzogen werden.	-	Verklebbar z.B. zu Dichtungs-Rahmen oder Dichtungs-Ringe (O-Ringe) bedingt feste Verbindung! / Fügen durch Spiegelschweißen oder erneuter Vulkanisation nicht möglich. Ist letzteres ein mal abgeschlossen, kann dieser Vorgang am selben Produkt nicht erneut erfolgen.

3. Alle unsere Materialien im direkten Vergleich

⇓ Vergleichs-Tabelle unserer Materialien ⇓

Alle Angaben in dieser Tabelle dienen nur einer ersten Einschätzung der hier genannten Materialien! Es handelt sich dabei nicht um verbindlich zugesicherte technische Kennwerte, Eigenschaften oder Einsatzempfehlungen. Bei technischen Kennwerten handelt es sich um Durchschnittswerte. Die Angaben ersetzen daher kein materialspezifisches Datenblatt des jeweiligen Granulat-Herstellers! Änderungen und Irrtümer vorbehalten.
Kurzbezeichnung	TPE-S (TPS)	TPE-V (TPV)	TPE-O (TPO)	TPE-E (TPC)	TPE-U (TPU)	PP	Weich-PVC
Bezeichnung	Thermoplastische Styrol-Blockcopolymere	Thermoplastisches Vulkanisat	Thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis	Thermoplastische Elastomere auf Polyesterbasis	Thermoplastisches Polyurethan	Polypropylen	Polyvinylchlorid
Härtebereich (Shore A)	5 bis 90°	40 bis 90°	60 bis 90°	70 bis 90°	60 bis 90°	hart-kunststoff	60 bis 90°
Dichte	niedrig	niedrig	niedrig	mittel bis hoch	mittel	sehr niedrig	mittel
Temperaturbeständigkeit	bis ~ 100 °C	bis ~ 120°C (kurzzeitig 150°C)	bis ~100 °C	bis ~150 °C	bis ~ 130°C (kurzzeitig 150°C)	bis ~ 100 °C (kurzzeitig 130°C)	bis ~ 70°C (kurzzeitig 80°C)
Flexibilität bei Kälte	sehr gut (bis -30°C)	gut (bis -40°C)	mittel (bis -20°C)	gut (bis -40°C)	sehr gut (-40°C)	schlecht (spröde unter 0°C)	gut (bis -10°C)
Elastizität	sehr hoch	hoch	mittel	mittel bis hoch	hoch	gering bis mittel	mittel bis hoch
Rückstellfähigkeit	hoch	hoch	mittel	sehr gut	sehr gut	niedrig	mittel
Zugfestigkeit	mittel	hoch	mittel	sehr hoch	sehr hoch	hoch	mittel
Reißdehnung / Bruchdehnung	hoch	mittel	mittel bis hoch	mittel bis hoch	sehr hoch	niedrig	mittel
Recyclingfähigkeit	sehr gut	gut	sehr gut	mittel bis gut	gut	sehr gut	mittel
Weichmacher nötig	nein	nein	nein	nein	nein	nein	ja
Medienbeständigkeit
UV-Ozon	O	+	O	+	+	X	+
Witterung	+	+	O	+	+	O	+
Alterung	O	++	O	++	++	O	+
Öle	X	+	O	++	++	X	O
Treibstoffe	X	+	X	++	++	X	O
Chemikalien	O	+	+	++	+	X	O
Lösungsmittel	X	+	X	++	+	O	X
Abrieb / Verschleiß	O	+	O	++	++	X	O
Links zu Material-Details	mehr über TPS erfahren...	mehr über TPV erfahren...	mehr über TPO erfahren...	mehr über TPC erfahren...	mehr über TPU erfahren...	mehr über PP erfahren...	mehr über Weich-PVC erfahren...
Legende: X nicht empfohlen │ O angemessen │ + gut │ ++ sehr gut

Da die individuellen Einsatzbedingungen Einfluss auf die Eigenschaften jedes einzelnen Produktes nehmen, ist der Kunde verpflichtet, unsere Materialien und Produkte einer Eignungsprüfung zu unterziehen. Der Einsatz unsere Materialien und Produkte erfolgt ausschließlich im Verantwortungsbereich des Anwenders!

Vorteile von TPE

Flexibilität beim Herstellungsprozess

✓ Einfache Verarbeitung: Granulat Schmelzen > Extrudat Formen > Produkt Abkühlen, keine Vulkanisation notwendig.

✓ Wiederverwendbarkeit: Sie sind recycelbar und können mehrfach aufgeschmolzen und geformt werden.

✓ Kosteneffizienz: Die vereinfachte Verarbeitung führt im Vergleich zu herkömmlichen vernetzten Elastomeren, zu einer Reduktion der Produktionskosten. Wegfallen der Vulkanisation sowie geringe Zykluszeiten tragen zusätzlich zur Wirtschaftlichkeit bei.

Anpassungsfähigkeit und Vielseitigkeit

✓ Vielfalt: Unterschiedliche TPE-Typen für spezifische Anwendungen.

✓ Breites Härtespektrum: Von sehr weich (Fruchtgummis) bis sehr hart einstellbar.

✓ Vielfältige Farben und Oberflächenstrukturen: Lässt sich leicht einfärben und bietet angenehme Haptik.

✓ Kombinierte Materialeigenschaften: Kombination mehrer Materialien, Härten, Farben in einem Produkt (Co-Extrusion) möglich, um den spezifischen Anforderungen von Anwendungen gerecht zu werden.

✓ Verträglich mit Polystyrolen, Hart-PVC, ABS und Acrylglas

✓ REACH und RoHs konform

Umweltfreundlichkeit

✓ Bis zu 100% Recyclingfähig: Abfallreduktion, duch erneutes wieder Einschmelzen und neu Formen. Im Rahmen einer Öko-Zertifizierung ideal geeignet.

✓ Frei von Weichmachern: TPE's enthalten keine gesundheitsschädlichen Weichmacher.

Allgemeine Eigenschaften von TPE's

Mechanische Eigenschaften

Hohe Elastizität und Flexibilität: Rückstellkraft ähnlich wie bei Gummi. Gute dynamische Ermüdungsfestigkeiten.

Gute Druck- und Zugsverformungswerte: Letztes kann durch Einziehen von Metallfäden oder Glasfasern (Streckschutz) erhöht werden.

Gute Abriebfestigkeit: Gut widerstandsfähig gegen mechanische Beanspruchung.

Hohe Schlagzähigkeit: Gut widerstandsfähig gegenüber Stoß- und Schlagbelastungen.

Thermische Eigenschaften

Temperaturbeständigkeit: Je nach TPE-Typ im Bereich von -40 °C bis +150 °C

Erweichung bei Erwärmung: Ermöglicht Spiegel-Schweißen von Profilen z.B. zu Dichtungs-Rahmen oder Dichtungs-Ringe (O-Ringe). Sehr feste Verbindung.

Medienbesändigkeit

Je nach TPE-Typ beständig gegen: UV-Ozon │ Witterung │ Alterung │ Öle │ Fette │ Chemikalien │ Säuren │ Basen │ Treibstoffe │ Lösungsmittel │ Abrieb │ Verschleiß

>> Siehe Tabelle = 3. Alle unsere Materialien im direkten Vergleich

Geringe Wasseraufnahme: Gute Feuchtigkeitsbeständigkeit, daher für Außenanwendungen geeignet.

Haptische und Optische Eigenschaften

Gummiähnliche Weichheit: Je nach TPE-Typ von 5° (Fruchtgummis) bis relativ harte 90° Shore A möglich.

Einfärbbarkeit: Lässt sich leicht nach RAL-Code* sowie in Metallic-Farben* einfärben. Transluzent (Milchglasoptik) und Transparent sind bei einigen TPE-Typ ebenfalls erhältlich.

* Circa nach RAL-Code = Naturfarbendes Roh-Granulat wird durch Zugabe von Farbstoffen eingefärbt. Preisgünstige Realisierung, exakter Farbton kann jedoch nicht garantiert werden. * Exakt nach RAL-Code = Das Roh-Granulat wird bereits Herstellerseitig eingefärbt. Exakter Farbton, jedoch preisintensiver und ggf. mit höheren Mindestmengen als angefragt verbunden.

Angenehme Haptik: In der Regel angemessen gegeben. Durch Hinzugabe von Additiven im Herstellungsprozess kann die Produktoberfläche jedoch noch geschmeidiger und sogar gleitfähig gemacht werden.

Chemische Struktur von TPE's

TPEs bestehen aus zwei Hauptkomponenten:

1. Harte thermoplastische Kunststoffkomponente:

Diese verleiht dem spätern Extrudat (Profil) mechanische Stabilität und ermöglichen die Verarbeitung wie bei herkömmlichen Kunststoffen durch einfaches Aufschmelzen. Beispiele: PP (Polypropylen) oder PE (Polyethylen)

2. Weiche Elastomerkomponente:

Diese sorgt für Flexibilität, Elastizität und die gummiartigen Eigenschaften des Materials. Beispiele: EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuke) oder SBR (Styrol-Butadien-Kautschuk)

= Die Kombination dieser beiden Komponenten kann in verschiedenen Konfigurationen (z. B. als Blends oder Copolymere) auftreten, was zu unterschiedlichen TPE-Typen führt.

Typen von TPE

TPEs werden nach ihrer chemischen Zusammensetzung in verschiedene Kategorien unterteilt:

TPE-S (TPS) Thermoplastische Styrol-Blockcopolymere:

Gummiartig, gute Elastizität, geeignet für die meisten anspruchslosen Anwendungen.

TPE-V (TPV) Thermoplastische Vulkanisate (PP/EDPM):

Hohe Stabilität, gute witterungs- und temperaturbeständigkeit, z.B. für Verglasungsdichtungen im Fassadenbau.

TPE-O (TPO) Thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis (PP/EDPM):

Hohe Schlagzähigkeit, geringe Dichte und gute chemische Beständigkeit.

TPE-E (TPC) Thermoplastische Elastomere auf Polyesterbasis:

Hohe innere Festigkeit, gute Medienbeständigkeit, vor allem gegen Öle und Fette.

TPE-U (TPU) Thermoplastisches Polyurethan:

Hohe Abriebfestigkeit, chemikalienbeständig z.B. für Schlauch-Profile.

Mehr über unsere Materialien erfahren...

Spezielle Ausführungen von TPE's

Durch Materialauswahl und Hinzugabe von Additiven im Herstellungsprozess ebenfalls möglich:

leitfähig bis zu 10,2 Ohm │ stark isolierend │ antistatisch │ konform für Brandschutzanwendungen │ schwer Entflammbar nach UL94 HB │ selbstlöschend nach UL 94 V0 │ halogenfrei │ chlorfrei │ antimonfrei │ im Wasser quellfähig │ enorm geschmeidig │ enorm gleitfähig │ nicht klebrige Oberfläche │konform für Lebensmittelkontakt (FDA) │ konform für Trinkwasserkontakt │ mikrobenbeständig │ schäumungsfähig │ ausdünstungsfrei │ antimikrobiell │ glasklar und transparent