TPV: Thermoplastisches Elastomer auf Polyolefinbasis

TPEM

Thermoplastische Elastomere

Allgemeine Eigenschaften

Kurzer Name: TPV

Bezeichnung: Thermoplastisches Elastomer auf Polyolefinbasis


TPVs sind nach ISO 18064* thermoplastische Kautschukvulkanisate, die aus einem thermoplastischen Polymer wie PP und einem Kautschuk, z.B. EPDM, bestehen, deren Aushärtung während des Mischens und Vermengens erfolgt. Der Kautschukanteil liegt meist bei ca. 60 bis 80 Gew.-%.

*DIN EN ISO 18064, Thermoplastische Elastomere - Nomenklatur und Abkürzungen.
Aufgrund der Vielfalt der vorhandenen Strukturen dieses thermoplastischen Elastomers wird keine spezifische chemische Struktur angegeben.

Eigenschaften

GlasübergangstemperaturDer Glasübergang gilt als eine der wichtigsten Eigenschaften amorpher und teilkristalliner Materialien, wie z.B. anorganische Gläser, amorphe Metalle, Polymere, Pharmazeutika und Lebensmittel, usw., und bezeichnet den Temperaturbereich, in dem sich die mechanischen Eigenschaften des Material von einem harten und spröden Zustand in einen weicheren, verformbaren oder gummiartigen Zustand ändern.Glasübergangstemperatur-60 bis -50 °C
Schmelztemperaturen und SchmelzenthalpienDie Schmelzenthalpie einer Substanz, auch bekannt als latente Wärme, stellt ein Maß der Energiezufuhr dar, typischerweise Wärme, welche notwendig ist, um eine Substanz vom festen in den flüssigen Zustand zu überführen. Der Schmelzpunkt einer Substanz ist die Temperatur, bei der die Substanz von einem festen (kristallinen) in den flüssigen Zustand (isotrope Schmelze) übergeht.Schmelztemperatur-20 bis 40 (EPDM), 150 bis 160 (PP) °C
Schmelz-Enthalpie10 (EPDM), 20 (PP) J/g
Zersetzungstemperatur350/460 bis 480 °C
Elastizitätsmodul90 bis 1400 MPa
Koeffizient der linearen thermischen Ausdehnung15 bis 130 *10-6/K
Spezifische Wärmekapazität (cp)Die spezifische Wärmekapazität oder Wärmekapazität ist eine messbare physikalische Größe, die dem Verhältnis der einem Objekt zugeführten Wärme zur resultierenden Temperaturänderung entspricht.Spezifische Wärmekapazität-
WärmeleitfähigkeitDie Wärmeleitfähigkeit (λ mit der Einheit W/(m•K)) beschreibt den Transport von Energie - in Form von Wärme - durch einen Körper aufgrund eines Temperaturgefälles.Wärmeleitfähigkeit-
DichteDie Massen-Dichte ist definiert als Verhältnis zwischen Masse und Volumen.Dichte0,87 bis 1,20 g/cm³
MorphologieGemisch aus teilkristallinem Polyolefin und amorphem Gummi
Allgemeine EigenschaftenAbhängig vom Mischungsverhältnis und dem eingesetzten Polyolefin
VerarbeitungSpritzgießen, Extrusion, Blasformen
AnwendungenAutomobilindustrie (Stoßfängerabdeckungen, Verkleidungen). Schuhe

NETZSCH Messung

Differential Scanning Calorimetry (DSC)-Diagramm, das thermische Übergänge mit Heizkurven in rot und blau zeigt und die wichtigsten Temperaturen und Enthalpiewerte hervorhebt.
Probenmasse12,08 mg
Heizraten10 K/min
TiegelAl, gelochter Deckel
AtmosphäreN2 (40 ml/min)

Auswertung

Aufgrund ihrer Zusammensetzung weisen TPVs sowohl einen Glasübergang durch ihre Elastomerkomponente als auch einen Schmelzübergang durch ihre thermoplastische Komponente auf. In diesem Beispiel zeigt die zweite Aufheizung (rot) einen Glasübergang bei -59 °C (Mittelpunkt), auf den unmittelbar ein endothermer Effekt mit einer Spitzentemperatur von -15 °C und einer Enthalpie von weniger als 10 J/g folgt. Beide können mit den weichen und harten Segmenten eines Gummis, wahrscheinlich EPDM, in Verbindung gebracht werden. Ein größerer endothermer Effekt mit einer Spitzentemperatur von 154 °C (Schmelzwärme 16 J/g) ist auf das Schmelzen der Olefin-Komponente zurückzuführen und ist charakteristisch für Polypropylen. Die DSC-Kurven der beiden Aufheizungen sind nahezu identisch.

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