Wählen Sie das richtige TPE – Die 7 wesentlichen Überlegungen

Neue TPE werden täglich entwickelt, und zwar aus vielen Gründen: neue Polymertechnologien, die von unseren Lieferanten angeboten werden, sich ändernde Verbraucherpräferenzen oder die neuesten behördlichen Vorschriften. Je nach Anwendung oder Endverbraucherumgebung wissen Sie vielleicht schon, ob Sie ein TPS-Compound oder ein TPV benötigen, aber wie wählen Sie den richtigen Typ?

TPE können kundenspezifisch formuliert werden, um ein extrem breites Spektrum an Leistungsanforderungen zu erfüllen. Daher kann die Wahl des richtigen TPE schwierig sein – selbst für Experten!

Wir beginnen immer mit einem Überblick über die Anforderungen der Anwendung und übersetzen diese dann in Materialanforderungen.

Diese Checkliste führt Sie durch den Prozess

1. Intention für die TPE-Auswahl: Neue Sorte oder Materialersatz

Es ist wichtig zu verstehen, welches Material derzeit verwendet wird, zum Beispiel PVC oder Silikonkautschuk oder sogar ein anderes TPE und wo Verbesserungen erforderlich sind oder ob es ein Preisziel gibt.

Wenn es sich um eine brandneue Anwendung für ein TPE handelt, beachten Sie alle Funktions- oder Leistungsanforderungen.

2. Herstellungsprozess: Formulierung für Verarbeitbarkeit

Berücksichtigen Sie, wie das Teil hergestellt und montiert werden soll. TPE-Rezepturen werden auf der Grundlage der Verarbeitung des Materials angepasst und können für das Spritzgießen, das Extrusionsverfahren oder das Blasformen maßgeschneidert werden.

Spezielle High-Flow-TPE wurden für komplexe Teile mit dünnen und dicken Abschnitten oder starken Hinterschneidungen entwickelt.

Wenn das TPE mit einem anderen Material überspritzt oder co-extrudiert werden soll, ist es wichtig, das Substratmaterial zu kennen. Ein TPE, das sich gut mit Nylon verbindet, haftet nicht unbedingt auf Polycarbonat.

3. Kostenziele: Abwägen zwischen Preis und Leistung

Oftmals werden bei der Materialauswahl Kostenvorgaben gemacht, entweder in Form von Kosten pro Pfund oder Kosten pro Teil. Auch ein Kostenvoranschlag kann bei der Entscheidung helfen.

4. Umweltbedingungen: Verwendung und Exposition

Wird das Produkt im Innen- oder Außenbereich oder beides verwendet? Welchen Temperaturen wird es ausgesetzt und ist eine chemische Beständigkeit erforderlich? Wird das TPE z. B. in einer Dichtung verwendet, wird es belastet oder wiederholt gebogen?

Berücksichtigen Sie diese Endverwendungsbedingungen, um festzustellen, ob Zusatzstoffe oder spezielle Inhaltsstoffe benötigt werden:

• Temperaturanforderungen: Minimale und maximale Dauergebrauchstemperatur, Dauer der Einwirkung extremer Temperaturen

• Exposition gegenüber UV-Strahlung oder extremen Wetterbedingungen

• Chemische Belastung: Ist Spritzwasserschutz erforderlich oder wird das Teil untergetaucht? Temperatur während der Einwirkung? Art der Chemikalie: Säure, Base, Öl, Reinigungslösung usw.?

• Verwendung: Steht das Teil unter Belastung oder wird es wiederholt gebogen oder gestreckt?

5. Regulatorische Belange: Branche und Markt

Unabhängig davon, ob Sie ein medizinisches Gerät oder eine Rohrdichtung entwerfen, gelten je nach Branche und Region bestimmte Regeln und Vorschriften. Unter Umständen sind Zertifizierungen oder zusätzliche Tests erforderlich, die sich auf die Auswahl der im TPE verwendeten Inhaltsstoffe auswirken können.

Betrachten Sie Folgendes:

• Elektrotechnik/Draht & Kabel – UL-Zertifizierung oder -Listung kann erforderlich sein, REACH-SVHC-Konformität

• Automobilindustrie – Genehmigung von OEM-Materialspezifikationen

• Konsumgüter, Haushaltswaren, Spielzeug – Einhaltung der FDA-Richtlinien für Lebensmittelkontakt in den USA oder der europäischen Richtlinien für Lebensmittelkontakt (EU 1935/2004 und PIM 10/2011) und Spielzeugsicherheit: 2009/48/EG und EN-71-3

• Medizin & Gesundheitswesen – ISO 10993-5 konforme Rezepturen für Biokompatibilität

• Bauwesen – NSF 51- und NSF 61-Zertifizierung für die Verwendung mit Trinkwasser

6. Ästhetik & Oberflächenoptik: Look & Feel bestimmen

TPE können auf spezifische ästhetische Anforderungen zugeschnitten werden und zeichnen sich in der Regel durch Haptik, Verarbeitung und Farbe aus:

• Oberflächengefühl/Haptik:

- Hohe Oberflächenreibung oder „griffig“ bei der Berührung
- Trockenes Gefühl oder silikonartig
- Seidig-glatt oder gleitfähig

• Oberflächenbeschaffenheit

- Glänzend (kann den hohen Glanzgrad von PVC imitieren)
- Matt (geringer Glanz, gummiähnliches Aussehen und Gefühl)

• Farbe

- In ihrer „natürlichen“ Form können TPE je nach Rezeptur klar wie Plexiglas, durchscheinend oder undurchsichtig sein
- TPE können auch in kundenspezifischen Farben geliefert oder während der Verarbeitung online eingefärbt werden. Einige TPE nehmen Farben besser an als andere.

7. Materielle Leistung: Priorisierung der Eigenschaften

Die physikalischen und thermischen Eigenschaften eines TPE stehen in direktem Zusammenhang mit seiner Zusammensetzung und seinem Herstellungsverfahren. Wenn es spezifische Anforderungen an Eigenschaften wie Härte oder Leistung wie Reißfestigkeit gibt, sollten diese frühzeitig bei der Materialauswahl berücksichtigt werden.

Berücksichtigen Sie zu Beginn die folgenden Faktoren:

• Härte – Obwohl die Shore A-Skala am häufigsten verwendet wird, können TPE auf Shore OO-, A- oder D-Skalen gemessen werden und können von einem superweichen Gel (denken Sie an Schuheinlagen) bis hin zu einem harten Kunststoff wie Polypropylen reichen.

• Dehnung und Rückfederung – Per Definition kann ein TPE auf die doppelte Länge gedehnt werden und dann wieder in seine ursprüngliche Form zurückkehren. Wie sich ein TPE dehnt und „zurückfedert“, wird durch seine Zug- und Dehnungseigenschaften angezeigt.

• Druckverformungsrest – Wird das TPE-Teil belastet oder soll es über einen längeren Zeitraum dicht halten? Unter welchen Bedingungen: hohe oder niedrige Temperaturen? Die Anforderungen an den Druckverformungsrest bestimmen, welche TPE-Familie zu wählen ist.

• Abrieb- oder Verschleißfestigkeit – Handelt es sich um ein Wegwerfprodukt oder um etwas, das einer wiederholten Verwendung über einen langen Zeitraum standhalten muss? Die „Zähigkeit“ des TPE hängt von seiner Chemie ab.

• Reißfestigkeit oder Durchstoßfestigkeit – Überlegen Sie, wie das Produkt verwendet werden soll: Bei Babyprodukten brauchen Sie beispielsweise ein TPE, das widerstandsfähig gegen Beißen und Reißen ist. Die Reißfestigkeit kann gemessen werden, und TPE können für maximale Reiß- und Durchstoßfestigkeit optimiert werden.

• Biegefestigkeit – Wird das TPE während des Gebrauchs gebogen oder gekrümmt? Dies kann sich in einer Anforderung an den Biegemodul niederschlagen, der die Tendenz des TPE zur Biegung misst.

• Haftung auf anderen Materialien – Wird das TPE auf einen starren Kunststoff wie Polycarbonat überspritzt, wie z. B. bei einem Elektrowerkzeuggriff? Wird es mit Polypropylen coextrudiert, um eine harte/weiche Versiegelung zu erzeugen? Das Trägermaterial ist wichtig bei der Auswahl des passenden TPE.

• Besondere Anforderungen – Berücksichtigen Sie alle besonderen Eigenschaften oder Merkmale, die für das TPE erforderlich sein könnten. Einige Beispiele:

- Energieabsorption zur akustischen Dämpfung
- recycelter Inhalt
- mineralverstärkt
- antimikrobiell für heiße, feuchte Umgebungen

Ein wenig Kontext: Meistens spreche ich im Rahmen des technischen Transfers mit Markenmanagern, Industriedesignern und Konstrukteuren, wenn sie Materialoptionen bewerten, um sich auf eine bestimmte Sorte zu festzulegen. Sie sind erfreut und überrascht, wenn sie erfahren, welche Möglichkeiten ihnen bei der TPE-Formulierung zur Verfügung stehen - oder wie einfach eine Sorte angepasst werden kann.

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