TPE-Umspritzung: Erklärung der Adhäsion

Das Umspritzen eines weichen thermoplastischen Elastomers (TPE) auf ein starres technisches Thermoplast (ETP) kann manchmal knifflig sein und kommt eher einer Kunst als einer Wissenschaft gleich. Aber wenn wir mit den Grundlagen beginnen, wie den Grundlagen der Haftung, und die Wissenschaft dahinter verstehen, können wir fundiertere Entscheidungen über die Materialauswahl und -verarbeitung treffen.

Die Haftung des TPE auf dem ETP-Substrat erfolgt durch „physikalische Vermischung“. Die drei Phasen des physischen Mischens sind im Folgenden dargestellt:

Was können wir daraus lernen?

1. Chemische Verträglichkeit ist wichtig

Die physikalische Vermischung zwischen TPE und ETP hängt stark von der chemischen Verträglichkeit der Materialien ab, einschließlich Mischbarkeit und Grenzflächenspannung. TPE müssen chemisch modifiziert werden, um an einem bestimmten Substratmaterial zu haften, so dass ihre Polaritäts- und Löslichkeitsparameter übereinstimmen. Alles, was die „Vermischung“ stört, wie Feuchtigkeit oder Formtrennmittel, wirkt sich negativ auf die chemischen Wechselwirkungen an der Grenzfläche aus. Das Portfolio von Teknor Apex umfasst spezielle TPE, die haftungsmodifiziert sind und sich hervorragend mit einer Vielzahl von ETP verbinden lassen.

2. Wärme fördert die Adhäsion

Es muss ausreichend Wärme vom geschmolzenen TPE auf das Substrat übertragen werden, um die Diffusion und Verschränkung der Polymerketten zu fördern. Somit wird eine optimale Adhäsion erreicht, wenn das Substrat erweicht oder geschmolzen ist. Aus diesem Grund wird das 2K- oder Multi-Shot-Molding dem Insert-Molding vorgezogen, und auch das Vorwärmen des Substrats wird für das Insert-Molding empfohlen.

3. Verarbeitungsbedingungen haben einen wesentlichen Einfluss

Welche Verarbeitungsparameter haben den größten Einfluss auf die Adhäsion?

• Schmelzetemperatur: Die TPE-Schmelztemperatur wird durch das Substrat und den gewünschten Adhäsionsgrad bestimmt. Höhere Temperaturen führen zu einer höheren Haftfestigkeit.

• Einspritzgeschwindigkeit: Die ideale Einspritzgeschwindigkeit des TPE ist so schnell wie möglich, ohne dass sich das Substrat verzieht oder bewegt.

• Haltedruck: Die ideale Haltezeit ist jedoch davon abhängig, wie lange der Anschnitt zur Härtung benötigt. Verwenden Sie dazu eine „Gate Freeze Analysis“, um den optimalen Zeitpunkt zu bestimmen. Dabei werden Teile mit unterschiedlichen Haltezeiten gewogen, um festzustellen, wann sich das Teilgewicht nicht mehr ändert.

Wie stark ist Ihre Bindung?

In der Industrie werden verschiedene Testmethoden verwendet, um die Schälfestigkeit von Klebeverbindungen zwischen flexiblen und starren Materialien zu bestimmen, also stellen Sie bei der Betrachtung von Daten sicher, dass Sie Äpfel mit Äpfeln vergleichen. Bei Teknor Apex verwenden wir einen Schältest bei 90 Grad Celsius, ASTM D6862, der die Schälfestigkeit in lbf/in oder N/cm bestimmt. Unsere Untersuchungen zeigen, dass eine hervorragende Haftung erreicht wird, wenn die Schälkraft mehr als 15 lbf/in beträgt, und eine schlechte Haftung bei Werten von 10 lbf/in und darunter.

Es gibt zwei Arten von Fehlermöglichkeiten:

(1) Adhäsionsversagen tritt auf, wenn sich das TPE vom Substrat ablöst (Materialfestigkeit > Schälfestigkeit)

(2) Kohäsives Versagen tritt auf, wenn das TPE-Material bricht, bevor es sich vom Substrat ablöst (Materialfestigkeit < Schälfestigkeit). Kohäsiv ist die gewünschtere Art des Versagens.

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