TPE vs. TPU

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 are the short form of Thermoplastic Elastomers. It’s a type of polymer that has characteristics of rubber with recyclable thermoplastic material. It is as flexible as rubber but at the same time as manageable as thermoplastics. TPEs are mostly used in those areas in which flexibility, strength, as well as ease of formulating, are considered vital.  Go to 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.

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).

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.

 

Merkmal	TPE (Thermoplastische Elastomere)	TPU (Thermoplastisches Polyurethan)
Chemische Zusammensetzung	Es besteht im Allgemeinen aus verschiedenen Polymeren (z. B. SBCs, TPOs, TPVs).	Es handelt sich um eine Zusammensetzung aus Polyurethanen (Diisocyanate + Diole)
Materialeigenschaften	Relativ flexibel, weich und kann starr oder flexibel sein	Zeigt eine hohe Abriebfestigkeit, ist robust und chemikalienbeständig
Verarbeitung	Ziemlich einfach, benötigt niedrigere Temperaturen und erfordert einfacheres Formen	Es könnten höhere Temperaturen erforderlich sein und eine komplexere Verarbeitung erforderlich sein
Leistungseigenschaften	Im Allgemeinen haben sie eine geringere Abriebfestigkeit und mechanische Festigkeit. Außerdem haben sie eine begrenzte chemische Beständigkeit	Besitzen hervorragende Abriebfestigkeit, hohe Festigkeit und Leistung bei extremen Temperaturen
Kosten und Recyclingfähigkeit	Generell niedrigere Kosten, einfacher zu recyceln	Sind teurer und schwieriger zu recyceln
Anwendungen	Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in Konsumgütern, Automobilteilen, Dichtungen und medizinischen Geräten	Vielfältige 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.

Was sind die gegenseitigen Alternativen zu TPE und TPU?

 

Material	Beschreibung	Vorteile	Nachteile
Silikonkautschuk	Es ist ein Elastomer mit hoher Flexibilität und Temperaturbeständigkeit.	Hervorragende Temperaturstabilität und chemische Beständigkeit.	Normalerweise teurer und schwieriger zu verarbeiten.
EPDM-Kautschuk	Hauptsächlich 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.
Neopren	Es 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

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.