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TPE vs. TPU

TPU-Kunststoff

Bei der Auswahl der Materialarten für einen bestimmten Einsatzzweck ist es wichtig, zwischen thermoplastischen Elastomeren (TPE) und thermoplastischem Polyurethan (TPU) zu unterscheiden. Beide sind vielseitige Polymere und verfügen über einige besondere Eigenschaften. Sie ermöglichen ihre Anwendung in vielen Bereichen. TPE sind bekannt für ihre Flexibilität, ihre Verarbeitungsfreundlichkeit und ihre niedrigen Kosten. Daher eignen sich TPE für Anwendungen, bei denen nur eine mäßige Leistung erforderlich ist. Im Gegensatz zu TPU bieten sie eine verbesserte Zähigkeit, Verschleißfestigkeit und chemische Eigenschaften, um anspruchsvollen Anwendungen sowie höheren Leistungsanforderungen gerecht zu werden. In diesem Artikel werden wir also TPE und TPU sowie ihre Unterschiede, Ähnlichkeiten und Eigenschaften untersuchen.

Was ist TPE?

TPEs sind die Kurzform von Thermoplastische Elastomere. Es handelt sich um eine Art von Polymer, das die Eigenschaften von Gummi mit denen von recycelbarem thermoplastischem Material verbindet. Es ist so flexibel wie Gummi, aber gleichzeitig so handlich wie Thermoplaste. TPEs werden vor allem in den Bereichen eingesetzt, in denen Flexibilität, Festigkeit und leichte Formulierbarkeit als entscheidend gelten. Weiter zu ist TPE sicher um mehr über TPE zu erfahren.

Was ist TPU?

Thermoplastisches Polyurethan (TPU) wird als thermoplastisches Elastomer mit sehr hoher Elastizität, Festigkeit sowie Abrieb-, Chemikalien- und Ölbeständigkeit beschrieben. TPU zeichnet sich durch die Eigenschaften sowohl von Kunststoff- als auch von Elastomermaterialien aus und weist in vielen anspruchsvollen Anwendungen eine hervorragende Leistung auf. ist TPU sicher um mehr über TPU zu erfahren.

TPU-Kunststoffmaterial

Vollständiger Prozess der Herstellung von TPE und TPU?

Lassen Sie uns den gesamten Herstellungsprozess von TPE und TPU besprechen.

1. Herstellungsprozess von TPE

Nachfolgend wird der schrittweise Prozess der Herstellung thermoplastischer Elastomere beschrieben.

1. Mischen

Bei TPEs wie Styrolblockcopolymeren (SBCs) erfolgt die Herstellung durch die Mischung von Polystyrol mit elastomeren Polymeren, z. B. Polybutadien. Die Mischung wird erhitzt, um sie zu schmelzen, und dann wird der Verfestigungsprozess durchgeführt, um das Endprodukt zu erhalten.

2. Polymerisation

Bei der Bildung von TPEs muss das Propylen kontrolliert mit anderen Monomeren reagieren. So kann ein thermoplastisches Elastomer entstehen. Dieser Prozess kann durch einige Techniken, einschließlich Masse- oder Lösungspolymerisation, durchgeführt werden.

3. Vulkanisation

Bei der Herstellung von thermoplastischen Vulkanisaten (TPVs) wird die bei ihrer Entstehung verwendete Methode dynamische Vulkanisation genannt. Während der Schmelzverarbeitung dieses thermoplastischen Polymers wird bei diesem Verfahren ein Vernetzungsmittel, d. h. Schwefel, zugegeben. Das Endprodukt ist eine Mischung, bei der der elastomere Teil zumindest teilweise vernetzt ist. Dies trägt dazu bei, die Elastizität und die mechanischen Eigenschaften des Materials zu verbessern.

4. Extrusion und Formgebung

Nach dem Mischen oder der Polymerisation müssen TPEs dann durch Extrusion oder Spritzguss verarbeitet werden. Bei der Extrusion hingegen wird eine Düse verwendet, um kontinuierliche Formen des geschmolzenen TPE zu extrudieren. Beim Spritzguss hingegen wird das geschmolzene Material in Formen gespritzt, um die gewünschten Formen und Produkte herzustellen.

2. Herstellungsprozess von TPU

Hier ist der schrittweise Prozess der Herstellung von thermoplastischem Polyurethan (TPU).

TPE vs. TPU

1. Polymerisation

Wir stellen TPU unter Verwendung von Diisocyanaten (zum Beispiel Methylendiphenyldiisocyanat oder Toluoldiisocyanat) und Diolen (z. B. Polyether- oder Polyesterdiolen) her. Diese Reaktion wird also kontrolliert durchgeführt, um das Polyurethanpolymer herzustellen.

2. Zinseszins

Nach der Polymerisation wird das TPU-Polymer mit Füllstoffen wie Weichmachern, Stabilisatoren und Farbstoffen vermischt, um die Entwicklung der gewünschten Eigenschaften zu erleichtern. Bei diesem Verfahren wird die Schmelzmischung mithilfe eines Extruders durchgeführt. In dieser Phase können jedoch auch andere Methoden zum Einsatz kommen.

3. Extrusion und Spritzguss

TPU wird wie jedes andere thermoplastische Elastomer durch Extrusion oder Spritzguss verarbeitet. Allerdings werden bei der Verarbeitung von TPU im Vergleich zu TPEs fortschrittlichere Methoden verwendet. Bei der Extrusion wird TPU durch eine Düse gepresst und in lange Profile geformt. Beim Spritzguss wird TPU in eine Form gespritzt, um bestimmte Teile herzustellen.

4. Kalandrieren und Gießen

Für einige Anwendungen kann TPU auch im Kalandrierungsverfahren verarbeitet werden, bei dem TPU durch Walzen oder Gießen in sehr dünne Platten umgewandelt wird. Dabei wird TPU direkt in Folien oder Platten gegossen.

Eigenschaften von TPU

  • Flexibilität: TPU bietet große Flexibilität und Elastizität für die Analysen.
  • Haltbarkeit: Empfohlen aufgrund von Qualitätsmerkmalen wie Abrieb-, Verschleiß- und Reißfestigkeit.
  • Chemische Beständigkeit: Mäßig beständig gegenüber Öl, Fett und Chemikalien.
  • Temperaturbereich: Aufgrund der hohen Arbeitsgeschwindigkeit ist diese Bauform der UV-LED in einem weiten Temperaturbereich von -40°C bis +80°C einsetzbar.
  • Transparenz: Es ist möglich, TPU transparent zu machen, was für manche Anwendungen von Vorteil sein kann.

 Eigenschaften von TPE

  • Elastizität: Zeigt gummiartige Elastizität.
  • Verarbeitbarkeit: Sie lassen sich leicht verarbeiten und formen und verfügen über gute Fließeigenschaften.
  • Flexibilität: Verfügt normalerweise über eine mäßige Verarbeitbarkeit, kann aber durch spezielle Mischungen eine geringere oder höhere Härte erreichen.
  • Recyclingfähigkeit: Sie ist recycelbar und somit eine umweltfreundliche Matratze.
  • Kosteneffizienz: Normalerweise günstiger als einige andere Elastomere.

Materialeigenschaften von TPE und TPU

  1. TPE-Materialien: TPEs basieren auf mehreren Polymeren, z. B. Styrolblockcopolymeren, Polyolefinen und thermoplastischen Vulkanisaten. Sie werden regelmäßig mit Zusatzstoffen wie Weichmachern, Stabilisatoren, Füllstoffen und Farbstoffen vermischt, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen. Die anderen beiden sind die Verarbeitungshilfe und die Spezialzusätze, die ebenfalls zur Verbesserung der Leistung und Verarbeitbarkeit eingesetzt werden können.
  2. TPU-Materialien: TPUs werden entweder aus Polyester- oder Polyetherdiolen zusammen mit Diisocyanaten hergestellt. Sie enthalten Weichmacher, Stabilisatoren, Füllstoffe und Farbstoffe. Andere wiederum enthalten Vernetzer für eine bessere Leistung. Funktionelle Additive, die auch als Verarbeitungshilfsmittel und Spezialadditive bezeichnet werden, dienen der Veränderung physikalischer Eigenschaften und Leistung.

Was ist der Unterschied zwischen TPE und TPU?

Lassen Sie uns die wichtigsten Unterschiede zwischen TPE und TPU im Detail besprechen

1. Chemische Zusammensetzung

  • TPE: Dies ist eine allgemeine Klassifizierung, die eine Reihe von Polymeren umfasst, die in diese Kategorie fallen, darunter SBCs, TPOs und TPVs. Dabei handelt es sich um Polymere, die sowohl elastische als auch thermoplastische Eigenschaften aufweisen. Es kann sich also entweder um Mischungen oder Copolymere handeln.
  • TPU: Genauer gesagt werden sie aus Polyurethanen hergestellt, die durch die Einwirkung von Diisocyanaten und Diolen gebildet werden. TPUs sind Beispiele für thermoplastische Elastomere, unterscheiden sich jedoch chemisch von anderen thermoplastischen Elastomeren. Außerdem werden sie aus Polyurethan hergestellt.

2. Materialeigenschaften

  • TPE: Verleiht dem Produkt Weichheit und Flexibilität. TPEs können je nach Anwendungsanforderung mäßig elastisch oder hochelastisch hergestellt werden. Dadurch lassen sie sich aufgrund niedrigerer Verarbeitungstemperaturen und Viskositäten im Allgemeinen leichter verarbeiten und formen.
  • TPU: Dieses Material weist eine bemerkenswerte Abriebfestigkeit und hohe mechanische Festigkeit auf und ist chemikalien- und ölbeständig. TPUs verlieren ihre Leistungsfähigkeit auch bei niedrigen oder hohen Temperaturen nicht.

3. Verarbeitung und Herstellung

  • TPE: Zersetzt sich schneller oder hat eine geringere Schmelzviskosität. Es ist einfacher zu verarbeiten und daher billiger in der Herstellung. Produkte aus TPE werden meist im Spritzguss-, Extrusions- oder Blasformverfahren hergestellt.
  • TPU: Muss bei höheren Temperaturen verarbeitet werden und die höhere Schmelzviskosität macht die Verarbeitung schwieriger. TPU kann jedoch mit gängigen Verfahren wie Spritzguss und Extrusion auf die gleiche Weise verarbeitet werden.

4. Leistungseigenschaften

  • TPE: Verfügt im Vergleich zu TPU über eine schlechte Abriebfestigkeit und mechanische Festigkeit. Es widersteht möglicherweise auch starken Chemikalien oder hohen/niedrigen Temperaturen nicht so gut wie die anderen Typen.
  • TPU: Es weist eine sehr hohe Zugfestigkeit, hervorragende Schleifeigenschaften und zufriedenstellende Ergebnisse im Nieder- und Hochtemperaturbereich auf. Es bietet eine bessere chemische Beständigkeit, da es mit schwierigen chemischen Umgebungen zurechtkommt.

5. Kosten und Recyclingfähigkeit

  • TPE: Normalerweise billiger als TPU und auch leichter zu recyceln. Im Vergleich zu Metallen sind die Verarbeitungs- und Materialkosten normalerweise geringer. Daher ist es für die meisten Anwendungen geeignet.
  • TPU: Ist günstiger als TPE, da es bessere Leistungsmerkmale bietet. TPU kann schwieriger zu recyceln sein. Daher könnte seine Umweltbelastung beeinträchtigt werden.

6. Bewerbungen

  • TPE: Wird in Konsumgütern, Automobilanwendungen, Dichtungsanwendungen, Dichtungsringen und medizinischen Geräten verwendet. Es wird für Anwendungen ausgewählt, bei denen Flexibilität und Kosten die Hauptanforderungen sind, anstatt nach einem hohen Maß an Haltbarkeit zu suchen.
  • TPU: Häufig in Anwendungen, die hohe Leistung erfordern, z. B. bei der Herstellung von Autoteilen, Industrieteilen, Sportschuhsohlen und medizinischen Geräten. Es eignet sich am besten für Produkte, die einen hohen Abrieb, offensichtliche Chemikalien und ein hohes Maß an Abrieb erfordern oder erfordern.
MerkmalTPE (Thermoplastische Elastomere)TPU (Thermoplastisches Polyurethan)
Chemische ZusammensetzungEs besteht im Allgemeinen aus verschiedenen Polymeren (z. B. SBCs, TPOs, TPVs).Es handelt sich um eine Zusammensetzung aus Polyurethanen (Diisocyanate + Diole)
MaterialeigenschaftenRelativ flexibel, weich und kann starr oder flexibel seinZeigt eine hohe Abriebfestigkeit, ist robust und chemikalienbeständig
VerarbeitungZiemlich einfach, benötigt niedrigere Temperaturen und erfordert einfacheres FormenEs könnten höhere Temperaturen erforderlich sein und eine komplexere Verarbeitung erforderlich sein
LeistungseigenschaftenIm Allgemeinen haben sie eine geringere Abriebfestigkeit und mechanische Festigkeit. Außerdem haben sie eine begrenzte chemische BeständigkeitBesitzen hervorragende Abriebfestigkeit, hohe Festigkeit und Leistung bei extremen Temperaturen
Kosten und RecyclingfähigkeitGenerell niedrigere Kosten, einfacher zu recycelnSind teurer und schwieriger zu recyceln
AnwendungenVielfältige Anwendungsmöglichkeiten in Konsumgütern, Automobilteilen, Dichtungen und medizinischen GerätenVielfältige Einsatzmöglichkeiten in Industrieteilen, Schuhen, Automobilkomponenten und medizinischen Geräten

Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen TPE und TPU?

Sowohl TPE als auch TPU gehören zur Familie der Thermoplaste. Sie haben also viele Gemeinsamkeiten. Lassen Sie uns diese Gemeinsamkeiten im Detail besprechen.

  • Thermoplastische Natur: Beide können durch Erhitzung mehrfach wiederverwendet und recycelt werden.
  • Elastische Eigenschaften: Sie verformen sich zwar auch, doch diese beiden Materialien sind flexibel und nehmen ihren ursprünglichen Zustand wieder an, sobald sie der verformenden Kraft entzogen werden.
  • Verarbeitungsmethoden: Dabei kommen alle drei Verarbeitungsverfahren Spritzguss, Extrusion und Blasformen zum Einsatz.
  • Anpassbar: Beide können je nach technischen Anforderungen unterschiedliche Härte, Flexibilität und Festigkeit aufweisen.
  • Verbraucherprodukte: Beide können in Autokomponenten, klinischen Geräten und Haushaltsgeräten eingesetzt werden.
  • Überlappende Anwendungsfälle: Sie eignen sich gut für den Einsatz, wenn für das gewünschte Produkt Flexibilität und Robustheit erforderlich sind.
  • Recyclingfähigkeit: Beide sind in den meisten Fällen recycelbar, obwohl der Recyclingprozess unterschiedlich sein kann.
  • Umweltbeständigkeit: Sie bieten je nach Zusammensetzung einen gewissen Grad an Barriere gegen Feuchtigkeit und UV-Licht.
TPE-Spritzgussform

TPE-Spritzgussform

Was sind die gegenseitigen Alternativen zu TPE und TPU?

MaterialBeschreibungVorteileNachteile
SilikonkautschukEs ist ein Elastomer mit hoher Flexibilität und Temperaturbeständigkeit.Hervorragende Temperaturstabilität und chemische Beständigkeit.Normalerweise teurer und schwieriger zu verarbeiten.
EPDM-KautschukHauptsächlich ein synthetischer Kautschuk mit guter Witterungs- und Ozonbeständigkeit.Zeigt hohe Haltbarkeit, gut für den Einsatz im Freien.Es hat eine geringere Flexibilität als TPE und TPU.
NeoprenEs handelt sich außerdem um einen synthetischen Kautschuk, der für seine Flexibilität und Wetterbeständigkeit bekannt ist.Besitzen eine gute chemische Beständigkeit und Flexibilität.Es weist eine geringere Zugfestigkeit und Abriebfestigkeit auf.
Viton (FKM)Es ist ein Fluorelastomer mit hoher chemischer Beständigkeit.Besitzen eine hervorragende Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit.Sind teuer und starr.
Polyolefin-Elastomere (POE)Flexibles und vielseitiges Material, ähnlich wie TPE.Hat eine gute Flexibilität und geringe Dichte.Im Vergleich zu TPU weist es eine eingeschränkte chemische Beständigkeit auf.

Was sind die Vorteile von TPE im Vergleich zu TPU?

  1. Kostengünstig: Normalerweise sind die Produktionskosten bei der Herstellung fester Nahrung höher, aber im Allgemeinen sind die Kosten niedriger.
  2. Einfache Verarbeitung: Reduzierte Temperaturen, bei denen die Artikel verarbeitet werden können, und einfachere Formbarkeit des Materials.
  3. Flexibilität und Weichheit: Es stehen umfassende Parameter zur Weichheit und Flexibilität chirurgischer Klammergeräte zur Verfügung.
  4. Recyclingfähigkeit: Recyclingfähigkeit bzw. Wiederverwendbarkeit in Form und Material ist das vierte Kriterium und besagt, dass ein Gegenstand leicht recycelt bzw. wiederverarbeitet werden kann.
  5. Vielseitige Formulierungen: Existiert in unterschiedlichen Formen, um die spezifischen Eigenschaften der jeweiligen Anwendung zu erfüllen.

Was sind die Nachteile von TPE im Vergleich zu TPU?

  • Geringere Abriebfestigkeit: Bei Anwendungen mit hohem Verschleiß sind die Vorzüge sehr gut.
  • Chemische Beständigkeit: Im Allgemeinen anfälliger gegenüber Angriffen durch Chemikalien, Öl und Lösungsmittel.
  • Temperaturtoleranz: Verringerte Leistung bei hohen oder niedrigen Temperaturen.
  • Mechanische Festigkeit: Es weist im Allgemeinen eine geringere Zugfestigkeit und Reißfestigkeit auf.

Was sind die Vorteile von TPU im Vergleich zu TPE?

  1. Überlegene Abriebfestigkeit: Durch die extreme Verschleißfestigkeit wird eine sehr gute Leistung bei Anwendungen gewährleistet, bei denen ein schneller Verschleiß wahrscheinlich ist.
  2. Chemikalien- und Ölbeständigkeit: Wird durch chemische Lösungsmittel und andere Chemikalien nicht leicht zersetzt.
  3. Hohe Leistung unter Extrembedingungen: Beständig gegen hohe und niedrige Temperaturen sowohl von Umgebungstemperatur als auch von Trockeneis.
  4. Starke mechanische Eigenschaften: Überlegene Spannkraft und verbesserte Schlagfestigkeit.
  5. Anpassbar: Unterschiedliche Härte- und Elastizitätsoptionen.

Was sind die Nachteile von TPU im Vergleich zu TPE?

  • Höhere Kosten: Da es sich um ein hausgemachtes Produkt handelt, ist die Herstellung teurer als bei herkömmlichen Konsumgütern.
  • Verarbeitungskomplexität: Dazu sind hohe Temperaturen und spezielle Geräte oder Instrumente erforderlich.
  • Recycling-Herausforderungen: Im Vergleich zu TPE ist das Recycling schwieriger.
  • Begrenzte Formulierungen: Im Vergleich zu TPE gibt es entwicklungsbedingt weniger Typen.

Wann sollte man sich für TPE entscheiden?

  • Kosteneffizienz: Wenn das Budget ein Problem darstellt, wie bei TPE, kann die Verwendung dieser Form kostengünstiger sein.
  • Einfache Abwicklung: Für Anwendungen, bei denen eine einfache Formgebung erforderlich ist und die Formtemperatur vergleichsweise niedrig ist.
  • Flexibilität: Wenn es bei der Anwendung von Gummiprodukten um Elemente geht, die Weichheit und Flexibilität erfordern, wie etwa Griffe oder Dichtungen.
  • Recyclingfähigkeit: Und zwar für eine im Verhältnis zu den Auswirkungen umweltfreundliche und gut recyclebare Produktion.
  • Allgemeine Verwendung: Dabei handelt es sich um Anwendungen, die keine Höchstleistungen von den Bürsten abverlangen.

Wann sollte man sich für TPU entscheiden?

  • Haltbarkeit: Überall dort, wo hoher Verschleiß und Reibung auftreten und eine hohe Abrasivität erforderlich ist.
  • Chemische Beständigkeit: Beim Arbeiten mit Chemikalien, Ölen oder Lösungsmitteln ist mit dem Tragen von Handschuhen zu rechnen. Zu den Personen, die Handschuhe tragen müssen, zählen auch solche beim Arbeiten mit.
  • Temperaturextreme: Sowohl bei hohen Temperaturen als auch bei niedrigen Temperaturen kann dies erreicht werden.
  • Mechanische Festigkeit: Wenn Anwendungen mit hoher Zug- und Schlagfestigkeit erforderlich sind.
  • Besondere Leistungsanforderungen: Um solche spezifischen Anforderungen an verschiedene gebaute Umgebungen zu erfüllen, kann man auf maßgeschneiderte Eigenschaften zurückgreifen wie
TPU-Spritzgussform

TPU-Spritzgussform

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass TPE und TPU trotz der Ähnlichkeiten unterschiedliche Materialien mit bemerkenswerten Eigenschaften und Nachteilen in Bezug auf die Verwendung sind. TPE sind im Vergleich zu anderen Elastomeren relativ billiger und ihre Verarbeitung ist auch einfacher. Dies macht sie vielseitig einsetzbar. Gleichzeitig sind TPUs für höchste Belastungen und Anforderungen in Bezug auf Verschleiß, Hitze und chemische Beständigkeit ausgelegt. Was die Unterschiede in den Eigenschaften von TPE und TPU betrifft, kann Folgendes festgestellt werden: Die Überlegenheit oder Unterlegenheit von TPE im Vergleich zu TPU hängt von den besonderen Anforderungen des Materials, Kostenüberlegungen und technologischen Möglichkeiten der Weiterverarbeitung des Produkts ab.

Häufig gestellte Fragen

F1. Was ist der Hauptunterschied zwischen TPE und TPU?

Der wichtigste Unterschied besteht darin, dass TPU eine spezielle Art von TPE ist. Es verfügt jedoch über ein höheres Potenzial hinsichtlich seiner Festigkeit, Beständigkeit gegen Chemikalien oder Lösungsmittel und angepassten Temperatursegmenten.

F2. Sind TPU und TPE recycelbar?

Das Recycling von TPE und TPU ist möglich, allerdings sind die Recyclingmöglichkeiten im Vergleich zu anderen thermoplastischen Elastomeren eingeschränkt.

Ja, TPE ist recycelbar; das gleiche gilt auch für TPU-Materialien.

F3. Was von beiden ist günstiger, TPE oder TPU? 

TPE ist im Vergleich zu TPU etwas kostengünstiger.

Frage 4: Wie unterscheiden sich TPU und TPE hinsichtlich ihrer Anwendungen?

TPU eignet sich dort, wo eine Verstärkung erforderlich ist, die Anwendung Chemikalien oder rauen Umgebungen ausgesetzt ist und die Anwendung außerdem großer Hitze standhalten muss.

F5. Kann TPE in Regionen mit außergewöhnlichen klimatischen Bedingungen verwendet werden?

Es gibt einige Nachteile im Zusammenhang mit TPE. Aus diesem Grund ist es möglicherweise nicht so effektiv wie TPU insbesondere unter schwierigen Bedingungen.

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TPU-Spritzguss

TPU-Abdeckung für tragbare Computer

Was ist TPU-Spritzgießen?

TPU-Spritzguss bezieht sich auf den Prozess des Einspritzens von Thermoplastischem Polyurethan (TPU) in eine Form, um ein fertiges Produkt herzustellen. TPU ist eine Art von Material, das sowohl die Eigenschaften von Thermoplasten als auch von Elastomeren aufweist. Es wird häufig zur Herstellung von Produkten verwendet, die Flexibilität, Haltbarkeit und Abriebfestigkeit erfordern.

TPU-Spritzguss ist ein vielseitiges Verfahren, das für die Herstellung einer Vielzahl von Produkten verwendet werden kann, darunter Schuhe, Industrieteile, medizinische Geräte und mehr. Es bietet viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Herstellungsverfahren, darunter niedrigere Kosten, schnellere Produktionszeiten und größere Designflexibilität. TPU-Materialien sind außerdem recycelbar, was sie zu einer nachhaltigeren Option für Hersteller macht.

TPU-Spritzgießen (Thermoplastisches Polyurethan) Verfahren gibt es viele Methoden, darunter Spritzgießen, Blasformen, Formpressen, Extrusionsformen usw., wobei das Spritzgießen am häufigsten verwendet wird. Das Spritzgießverfahren wird verwendet, um TPU in die gewünschte Form zu bringen. TPU-Spritzguss Teile, die in drei Stufen unterteilt sind: Vorplastifizierung, Einspritzen und Auswerfen. Bei der Einspritzmaschine wird zwischen Kolben- und Schneckentyp unterschieden. Die Schneckenspritzmaschine wird empfohlen, weil sie eine gleichmäßige Geschwindigkeit, Plastifizierung und Schmelzung gewährleistet.

TPU-Telefonhülle formen

TPU-Telefonhülle formen

1. Konstruktion der Einspritzmaschine

Der Zylinder der Einspritzmaschine ist ausgekleidet mit Kupfer-Aluminium-Legierungund die Schraube ist verchromt, um Verschleiß zu verhindern. Das Längen-Durchmesser-Verhältnis der Schraube L / D = 16 ~ 20 ist besser, mindestens 15; das Kompressionsverhältnis ist 2.5/1 ~ 3.0/1. Die Länge des Zuführungsabschnitts ist 0.5L, der Kompressionsabschnitt ist 0.3L, und der Dosierabschnitt ist 0.2L. Der Rückschlagring muss in der Nähe des oberen Endes der Schnecke installiert werden, um einen Rückfluss zu verhindern und den maximalen Druck aufrechtzuerhalten.

Das TPU sollte mit einer Selbstflussdüse verarbeitet werden, der Auslass ist ein umgekehrter Kegel, der Düsendurchmesser beträgt mehr als 4 mm, weniger als 0,68 mm des Hauptkanalkragens, und die Düse sollte mit einem steuerbaren Heizband ausgestattet sein, um eine Materialverfestigung zu verhindern.

Aus wirtschaftlicher Sicht sollte das Einspritzvolumen 40% - 80% der Mengenmenge betragen. Die Schneckendrehzahl beträgt 20-50 R / min.

2. Formenbau für TPU-Spritzguss

Bei der Konstruktion von Formen sollten folgende Punkte beachtet werden, wenn sie mit tpu material spritzgießen:

(1) Schrumpfung von TPU-Spritzgussteilen

Die Schrumpfung wird durch die Härte des Rohmaterials, die Dicke, die Form, die Formtemperatur, die Formtemperatur und andere Formbedingungen beeinflusst. Im Allgemeinen liegt die Schwindung im Bereich von 0,005-0,020 cm/cm. So schrumpft z. B. ein 100 x 10 × 2 mm großer rechteckiger Probekörper in der Längsrichtung des Anschnitts und in der Fließrichtung, und die Härte von 75A ist 2-3 Mal größer als die von 60 Shore-Grad. Der Einfluss von Härte und Dicke des TPU auf die Schrumpfung ist in Abbildung 1 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass bei einer TPU-Härte zwischen 78a und 90a die Schrumpfung mit zunehmender Dicke abnimmt; bei einer Härte zwischen 95A und 74d nimmt die Schrumpfung mit zunehmender Dicke leicht zu.

(2) Läufer und Kaltschlitzbrunnen

Der Hauptkanal ist ein Abschnitt des Kanals, der die Einspritzdüse mit dem Nebenkanal oder dem Hohlraum in der Form verbindet. Der Durchmesser sollte nach innen erweitert werden, mit einem Winkel von mehr als 2 Grad, um die Entfernung von Fließkanalbewuchs zu erleichtern. Der Nebenstromkanal ist der Kanal, der den Hauptkanal und jeden Hohlraum in der Mehrnutenform verbindet, und seine Anordnung auf der Form sollte symmetrisch und äquidistant sein. Der Fließkanal kann kreisförmig, halbkreisförmig oder rechteckig sein, mit einem Durchmesser von 6-9 mm. Die Oberfläche des Fließkanals muss wie die Kavität poliert sein, um den Fließwiderstand zu verringern und eine höhere Füllgeschwindigkeit zu erreichen.

Eine Kaltmulde ist eine leere Stelle (zusätzlicher Verlängerungskanal) am Ende des Hauptkanals, die dazu dient, das kalte Material aufzufangen, das zwischen den beiden Einspritzungen am Ende der Düse entsteht, um zu verhindern, dass der Umleitungskanal oder der Anschnitt durch kaltes Material blockiert wird. Wenn das kalte Material in den Formhohlraum gemischt wird, kann es leicht zu inneren Spannungen im Produkt kommen. Der Durchmesser des Lochs für das kalte Material beträgt 8-10 mm, und die Länge beträgt etwa 6 mm.

(3) Tor und Entlüftung

Der Anguss ist der Kanal, der den Haupt- oder Nebenstromkanal mit dem Hohlraum verbindet. Seine Querschnittsfläche ist in der Regel kleiner als der Kanaldurchgang, der den kleinsten Teil des Kanalsystems darstellt, und seine Länge sollte kurz sein. Die Form des Anschnitts ist rechteckig oder kreisförmig, und die Größe nimmt mit der Dicke des Produkts zu.

Die Dicke des Produkts beträgt weniger als 4 mm, mit einem Durchmesser von 1 mm; die Dicke des Anschnitts beträgt 4-8 mm, mit einem Durchmesser von 1,4 mm; die Dicke des Anschnitts beträgt mehr als 8 mm, mit einem Durchmesser von 2,0-2,7 mm. Die Position des Anschnitts wird in der Regel an der dicksten Stelle des Produkts gewählt, was das Aussehen und die Verwendung nicht beeinträchtigt, und befindet sich im rechten Winkel zur Form, um Schrumpfung zu verhindern und Spiralmuster zu vermeiden.

Der Entlüftungs- oder Entlüftungsschlitz ist eine Art schlitzförmiger Luftauslass, der in der Form geöffnet wird, um zu verhindern, dass das geschmolzene Material, das in die Form eintritt, mit dem Gas in Berührung kommt, und um das Gas aus dem Formhohlraum abzuführen.

Andernfalls weisen die Produkte Luftlöcher, eine schlechte Schmelze, eine unzureichende Füllung oder eine Luftfalle auf und können aufgrund der durch die Luftkompression verursachten hohen Temperaturen sogar verbrennen, was zu inneren Spannungen in den Produkten führt. Die Entlüftungsöffnung kann am Ende des Schmelzeflusses im Formhohlraum oder an der Trennebene des Formwerkzeugs angebracht werden. Plastikformdas ist ein 0,15 mm tiefer und 6 mm breiter Gießschlitz.

Es ist notwendig, die Temperatur der TPU-Form so gleichmäßig wie möglich zu steuern, um ein Verziehen und Verdrehen der Teile zu vermeiden. Nachfolgend finden Sie einige TPU-Spritzgussprodukte, die wir bereits hergestellt haben. Wenn Sie eine Anforderung für TPU oder TPE-Spritzgießprodukte haben, können Sie uns gerne kontaktieren.

TPU-Spritzguss

TPU-Spritzguss

3 Bedingungen für die Formgebung

Die wichtigste Voraussetzung für die Formgebung von TPU (Thermoplastisches Polyurethan) ist die Temperatur, der Druck und die Zeit, die den Fluss und die Abkühlung der Plastifizierung beeinflussen. Diese Parameter beeinflussen das Aussehen und die Leistung von TPU-Spritzgussteilen. Bei guten Verarbeitungsbedingungen sollten gleichmäßige weiße bis beigefarbene Teile erzielt werden können.

(1) Temperatur

Die im TPU-Spritzgießprozess zu kontrollierende Temperatur umfasst die Zylindertemperatur, die Düsentemperatur und die Werkzeugtemperatur. Die ersten beiden Temperaturen wirken sich hauptsächlich auf die Plastifizierung und das Fließen von TPU aus, während die zweite Temperatur das Fließen und die Kühlung des TPU-Spritzgussteils beeinflusst.

  • Temperatur des Fasses - Die Wahl der Zylindertemperatur hängt mit der Härte des TPU-Materials zusammen. Die Schmelztemperatur von TPU mit hoher Härte ist hoch, und die höchste Temperatur am Ende des Zylinders ist ebenfalls hoch. Der Temperaturbereich des Zylinders, der für die Verarbeitung von TPU verwendet wird, beträgt 177 ~ 232 ℃. Die Temperaturverteilung des Zylinders erfolgt im Allgemeinen von einer Seite (hinteres Ende) des Trichters bis zur Düse (vorderes Ende) und nimmt allmählich zu, damit die Temperatur des TPU stetig ansteigt und eine gleichmäßige Plastifizierung erreicht wird.
  • Düsentemperatur - Die Düsentemperatur ist in der Regel etwas niedriger als die maximale Temperatur des Zylinders, um ein mögliches Einspeicheln des geschmolzenen Materials im Durchgang der Düse zu verhindern. Wird die selbstsperrende Düse zur Vermeidung von Speichelfluss verwendet, kann die Düsentemperatur auch innerhalb des maximalen Temperaturbereichs des Zylinders geregelt werden.
  • Temperatur der Form - Die Werkzeugtemperatur hat einen großen Einfluss auf die innere Leistung und die sichtbare Qualität von TPU-Produkten. Sie hängt von der Kristallinität des TPU und der Größe der Produkte ab. Die Formtemperatur wird in der Regel durch ein Kühlmedium mit konstanter Temperatur, wie z. B. Maschinenwasser, gesteuert.
    TPU hat eine hohe Härte, eine hohe Kristallinität und eine hohe Formtemperatur. Zum Beispiel, Texin, Härte 480A, Formtemperatur 20-30 ℃; Härte 591A, Formtemperatur 30-50 ℃; Härte 355d, Formtemperatur 40-65 ℃. Die Formtemperatur von TPU-Produkten ist in der Regel 10-60 ℃. Formtemperatur ist niedrig, Schmelzmaterial ist zu früh gefroren und Stromlinie produziert wird, die nicht förderlich für das Wachstum von Sphärolithen ist, so dass die kristalline von Produkten niedrig ist, und späten Kristallisationsprozess auftreten wird, die nach Schrumpfung und Leistung Veränderung der Produkte verursachen wird.
  • Druck - die Einspritzvorgang ist der Druck, der den Plastifizierdruck (Gegendruck) und den Einspritzdruck umfasst. Wenn sich die Schnecke zurückzieht, ist der Druck auf der Oberseite der Schmelze der Staudruck, der durch das Überlaufventil geregelt wird. Eine Erhöhung des Gegendrucks erhöht die Schmelzetemperatur, verringert die Plastifiziergeschwindigkeit, sorgt für eine gleichmäßige Schmelzetemperatur und eine gleichmäßige Farbmischung und leitet das Schmelzegas ab, verlängert jedoch den Formgebungszyklus. Der Gegendruck von TPU beträgt normalerweise 0,3 ~ 4MPa. Der Einspritzdruck ist der Druck, der von der Oberseite der Schnecke auf das TPU ausgeübt wird. Seine Aufgabe ist es, den Fließwiderstand des TPU vom Zylinder in die Kavität zu überwinden, die Form mit geschmolzenem Material zu füllen und das geschmolzene Material zu verdichten.
    Der Fließwiderstand und die Füllrate von TPU stehen in engem Zusammenhang mit der Schmelzeviskosität, während die Schmelzeviskosität direkt mit der TPU-Härte und der Schmelzetemperatur zusammenhängt, d. h. die Schmelzeviskosität wird nicht nur durch Temperatur und Druck, sondern auch durch die TPU-Härte und die Verformungsgeschwindigkeit bestimmt. Je höher die Scherrate ist, desto niedriger ist die Viskosität; je höher die Härte des TPU ist, desto höher ist die Viskosität.
    Beziehung zwischen Viskosität und Schergeschwindigkeit von Harz mit unterschiedlicher Härte (240℃). Bei gleicher Schergeschwindigkeit nimmt die Viskosität mit steigender Temperatur ab, aber bei einer hohen Schergeschwindigkeit wird die Viskosität nicht so stark von der Temperatur beeinflusst wie bei einer niedrigen Schergeschwindigkeit. Der Einspritzdruck von TPU beträgt im Allgemeinen 20 ~ 110 MPa. Der Nachdruck beträgt etwa die Hälfte des Einspritzdrucks, und der Gegendruck sollte 1 betragen. Unter 4MPa, damit das TPU gleichmäßig plastifiziert.
  • Zykluszeit - Die Zykluszeit, die für den Abschluss eines Spritzgießvorgangs erforderlich ist, wird als Formgebungszykluszeit bezeichnet. Die Zykluszeit umfasst die Füllzeit, die Haltezeit, die Abkühlzeit und andere Zeiten (Öffnen, Entformen, Schließen usw.), die sich direkt auf die Arbeitsproduktivität und die Anlagenauslastung auswirken. Der Formungszyklus von TPU wird in der Regel durch Härte, Dicke und Konfiguration bestimmt. Der Zyklus für TPU mit hoher Härte ist kurz, der Zyklus für die Dicke des Kunststoffteils ist lang, der komplexe Zyklus für die Konfiguration des Kunststoffteils ist lang, und der Formungszyklus hängt auch mit der Formtemperatur zusammen. Der TPU-Formbildungszyklus liegt im Allgemeinen zwischen 20 und 60 Sekunden.
  • Einspritzgeschwindigkeit - Die Einspritzgeschwindigkeit hängt hauptsächlich von der Konfiguration der TPU-Spritzgießprodukte ab. Produkte mit dicker Stirnfläche benötigen eine niedrigere Einspritzgeschwindigkeit, während Produkte mit dünner Stirnfläche eine höhere Einspritzgeschwindigkeit benötigen.
  • Schneckendrehzahl - Die Verarbeitung von TPU-Spritzgießprodukten erfordert in der Regel eine niedrige Scherrate, so dass eine niedrigere Schneckendrehzahl angemessen ist. Die Schneckendrehzahl von TPU ist in der Regel 20-80r / min, so ist es bevorzugt, 20-40r / min sein.

(2) Behandlung beim Herunterfahren

Als TPU (Thermoplastisches Polyurethan) kann sich bei hohen Temperaturen über einen längeren Zeitraum zersetzen, daher sollten PS, PE, Acrylatkunststoff oder ABS für die Reinigung nach der Abschaltung verwendet werden; wenn die Abschaltung länger als 1 Stunde dauert, sollte die Heizung abgeschaltet werden.

TPU-Kunststoff Spritzgießen

TPU-Kunststoffformteil

(3) Nachbehandlung der Produkte

Aufgrund der ungleichmäßigen Plastifizierung von TPU im Zylinder oder der unterschiedlichen Abkühlungsraten im Formhohlraum kommt es häufig zu einer ungleichmäßigen Kristallisation, Ausrichtung und Kontraktion, was zu inneren Spannungen in den Produkten führt, die bei dickwandigen Produkten oder Produkten mit Metalleinlagen stärker ausgeprägt sind. Die mechanischen Eigenschaften von Produkten mit Eigenspannungen sind oft vermindert, und die Oberfläche der Produkte ist rissig oder sogar verformt und rissig. Die Lösung für diese Probleme in der Produktion ist das Glühen der Produkte.

Die Glühtemperatur hängt von der Härte der TPU-Spritzgießprodukte ab. Produkte mit hoher Härte haben höhere Glühtemperaturen und niedrigere Härtetemperaturen. Zu hohe Temperaturen können zu Verzug oder Verformung der Produkte führen, und zu niedrige Temperaturen können innere Spannungen nicht beseitigen. TPU sollte lange Zeit bei niedriger Temperatur getempert werden, und Produkte mit geringerer Härte können mehrere Wochen bei Raumtemperatur gelagert werden, um die beste Leistung zu erzielen. Die Härte kann 80 ℃× 20h unter Shore A85 und 100 ℃× 20h über A85 getempert werden. Glühen kann in der Heißluft-Ofen durchgeführt werden, achten Sie auf die Position nicht lokal überhitzen und verformen die Produkte.

Das Glühen kann nicht nur innere Spannungen beseitigen, sondern auch die mechanischen Eigenschaften verbessern. Da es sich bei TPU um eine zweiphasige Form handelt, kommt es während der TPU-Warmumformung zu einer Phasenvermischung. Wenn die TPU-Spritzgießprodukt schnell abgekühlt wird, muss es aufgrund seiner hohen Viskosität und langsamen Phasentrennung genügend Zeit haben, sich zu trennen und einen Mikrobereich zu bilden, um die beste Leistung zu erzielen.

(4) Eingelegtes Spritzgießen

Um dem Bedarf an Montage- und Servicestärke gerecht zu werden, TPU-Spritzgussteile müssen mit Metalleinlagen eingebettet werden. Die Metalleinlage wird zunächst an einer bestimmten Stelle in der Form platziert und dann in das gesamte Produkt eingespritzt. Aufgrund der großen Unterschiede bei den thermischen Eigenschaften und der Schrumpfung zwischen dem Metalleinsatz und dem TPU sind die TPU-Produkte mit Einsatz nicht fest verbunden.

Die Lösung besteht darin, den Metalleinsatz vorzuwärmen, da der Temperaturunterschied der Schmelze nach dem Vorwärmen verringert wird, so dass die Schmelze um den Einsatz herum langsam abgekühlt werden kann und die Schrumpfung während des Einspritzvorgangs relativ gleichmäßig ist, und ein gewisser Effekt der Heißmaterialzufuhr auftreten kann, um übermäßige innere Spannungen um den Einsatz herum zu vermeiden.

TPU lässt sich leicht einlegen und die Form des Inlays ist nicht begrenzt. Erst nachdem das Inlay entfettet ist, wird es bei 200-230 ℃ für 1. Die Schälfestigkeit kann 6-9kg / 25mm in 5-2min erreichen. Um eine stärkere Bindung zu erreichen, kann das Inlay mit Klebstoff beschichtet, dann auf 120 ℃ erhitzt und anschließend injiziert werden. Darüber hinaus ist zu beachten, dass das verwendete TPU keine Gleitmittel enthalten sollte.

(5) Recycling recycelter Materialien

Bei der Verarbeitung von TPU-Spritzgussteilen können Abfälle wie der Hauptstromkanal, der Nebenstromkanal und unqualifizierte Produkte recycelt werden. Nach den experimentellen Ergebnissen kann 100% recyceltes Material vollständig genutzt werden, ohne neues Material hinzuzufügen, und die mechanischen Eigenschaften werden nicht ernsthaft reduziert.

Um jedoch die physikalischen und mechanischen Eigenschaften und die Einspritzbedingungen auf dem besten Niveau zu halten, wird empfohlen, dass der Anteil des recycelten Materials 25% ~ 30% beträgt. Es sollte beachtet werden, dass die Art und Spezifikation der recycelten Materialien und der neuen Materialien die gleiche sein sollte.

Verschmutzte oder geglühte Recyclingmaterialien sollten nicht verwendet werden. Die recycelten Materialien sollten nicht zu lange gelagert werden. Es ist besser, sie sofort zu granulieren und zu trocknen. Generell sollte die Schmelzviskosität von Rezyklaten verringert und die Umformbedingungen angepasst werden.

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