Thermoplastische Elastomere

Thermoplastische Elastomere (lineare Elastomere; Kurzzeichen TPE) sind Kunststoffe, die sich bei Raumtemperatur vergleichbar den klassischen Elastomeren verhalten, sich jedoch unter Wärmezufuhr plastisch verformen lassen, und somit ein thermoplastisches Verhalten zeigen.

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"Normale" Elastomere sind chemisch weitmaschig vernetzte Raumnetzmoleküle. Die Vernetzungen können ohne Zersetzung des Materials nicht gelöst werden.

Thermoplastische Elastomere haben in Teilbereichen physikalische Vernetzungspunkte (Nebenvalenzkräfte oder Kristallite), die sich bei Wärme auflösen, ohne dass sich die Makromoleküle zersetzen. Daher lassen sie sich wesentlich besser verarbeiten als normale Elastomere. So können auch Kunststoffabfälle wieder eingeschmolzen und weiter verarbeitet werden.

Dies ist allerdings auch der Grund dafür, dass sich die Werkstoffeigenschaften von thermoplastischen Elastomeren nichtlinear über Zeit und Temperatur verändern. Die beiden wesentlichen messbaren physikalischen Werkstoffeigenschaften sind der Druckverformungsrest und die Spannungsrelaxation. Gegenüber Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) besitzen sie im Kurzzeitverhalten schlechtere Materialeigenschaften, außerdem ist der Rohstoff teurer. Im Langzeitverhalten kehrt sich das Bild gegenüber EPDM allerdings um.

Aufgrund der durch den kunststoffähnlichen Verarbeitungsprozess sehr kurzen Zykluszeiten in der Herstellung gewinnen thermoplastische Elastomere vermehrt Anwendung in Karosseriedichtungen von Automobilen.

Nach dem inneren Aufbau unterscheidet man Blockcopolymere und Elastomerlegierungen.

Blockcopolymere besitzen innerhalb eines Moleküls Hart- und Weichsegmente. Der Kunststoff besteht also aus einer Molekülsorte, in der beide Eigenschaften verteilt sind (z. B. SBS, SIS).

Elastomerlegierungen sind Polyblends, also Zusammenmischungen (Gemenge) von fertigen Polymeren, der Kunststoff besteht also aus mehreren Molekülsorten. Durch unterschiedliche Mischungsverhältnisse und Zuschlagmittel erhält man maßgeschneiderte Werkstoffe (beispielsweise Polyolefin-Elastomer aus Polypropylen (PP) und Naturgummi (NR) – je nach Mengenverhältnis decken sie einen weiten Härtebereich ab).

Man unterscheidet folgende Gruppen:

• TPE-O oder TPO = Thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis, vorwiegend PP/EPDM, z. B. Santoprene (AES/Monsanto)
• TPE-V oder TPV = Vernetzte thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis, vorwiegend PP/EPDM, z. B. Sarlink (DSM)
• TPE-U oder TPU = Thermoplastische Elastomere auf Urethanbasis, z. B. Desmopan (Bayer)
• TPE-E oder TPC = Thermoplastische Copolyester, z. B. Hytrel (DuPont)
• TPE-S oder TPS = Styrol-Blockcopolymere (SBS, SEBS, SEPS, SEEPS und MBS) z. B. Septon (Kuraray)
• TPE-A oder TPA = Thermoplastische Copolyamide, z. B. PEBA