Als eigene Material- gruppe in Campus

ROHSTOFFE
Thermoplastische Elastomere
Als eigene Materialgruppe in Campus
Die Werkstoffdatenbank
Campus zur Vorauswahl von
Kunststoffen enthält in der
Version 4.5 jetzt auch thermoplastische Elastomere als
separate Materialgruppe.
Zugleich wurde Campus um
spezielle Folienwerkstoffe
mit deren besonderen Eigenschaften erweitert.
Eine grundlegende Überarbeitung hat
zu der bevorstehenden Einführung der
Campus Version 4.5 geführt. Bisher
waren die in der Werkstoffdatenbank
aufgeführten Eigenschaften hauptsächlich auf Kunststoffe oberhalb der
Härte von Elastomeren zugeschnitten.
Thermoplastische Elastomere (TPE),
welche den Bereich zwischen weicheren Kunststoffen und härteren Elastomeren abdecken, konnten unter den
vorhandenen Normen nicht immer angemessen dargestellt werden. Einige
spezielle Eigenschaften fehlten vollkommen. Es wurde erkannt, dass die
bisher in Campus enthaltenen Daten
erweitert werden mussten, um der
notwendigen Charakterisierung dieser
Materialgruppe gerecht zu werden.
Einer Anregung von Campus-Mitgliedern folgend wurde eine Arbeitsgruppe aus Vertretern der hauptsächlichen
Lieferanten von TPE zusammengestellt. Die Aufgabe dieser Gruppe
war es, einen Vorschlag auszuarbeiten,
Daniel Ayglon, Rainer Kurzknabe,
DuPont de Nemours International
S.A., Le Grand-Saconnex/Schweiz
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Für einige Eigenschaften mussten die Prüfbedingungen innerhalb der ISO Normen auf
TPE abgestimmt werden (Bild: Campus)
welche Eigenschaften zu einer angemessenen Charakterisierung von TPE
notwendig sind und anschließend hierzu die entsprechende ISO Norm festzulegen. Entsprechend der CampusPhilosophie wurden die Prüfungsbedingungen soweit eingegrenzt, dass deren
Ergebnisse mit Sicherheit vergleichbar
sind.
Im Dezember letzten Jahres übermittelte die Arbeitsgruppe ihre Vorschläge
dem Campus-Arbeitskreis zur Zustimmung. Nach dessen Genehmigung
werden TPE nunmehr mit eigenen Eigenschaften in der Version 4.5 eingeführt.
Als thermoplastische Elastomere wurden solche Thermoplaste festgelegt,
welche eine hohe Dehnung mit Relaxation aufweisen, die flexibel sind und eine Shore D Härte von bis zu 75 zeigen.
Die zur Zeit in der Datenbank verfügbaren Eigenschaften und Prüfnormen für
rheologische, mechanische, thermische
(ausgenommen die Vicat Erweichungstemperatur), elektrische und physikalische Eigenschaften konnten übernommen werden.
Prüfbedingungen auf
TPE abgestimmt
Für einige andere Eigenschaften mussten die Prüfbedingungen innerhalb der
ISO Normen auf TPE abgestimmt werden. So werden alle Zugversuche mit ISO
527–2 1BA Teststäben durchgeführt, die
entweder spritzgegossen oder gestanzt
werden. In Bezug auf die Zuggeschwindigkeit wurde eine Einigung auf 200
mm/min erzielt, welche innerhalb der
ISO 527–1 Norm vorgesehen ist.
Die gegenwärtig vorhandenen SinglePoint Daten für Streckspannung, Streckdehnung und nominelle Bruchdehnung
wurden beibehalten. Die Bruchspan-
PLASTVERARBEITER 52. Jahrg. (2001) Nr. 10
Mechanische Eigenschaften (TPE)
Spannung bei 10% Dehnung
ISO 527–1/2
Spannung bei 100% Dehnung
ISO 527–1/2
MPa
MPa
Spannung bei 300% Dehnung
ISO 527–1/2
MPa
Bruchdehnung (mit Sonderwert „>300“)
ISO 527–1/2
%
Bruchspannung
ISO 527–1/2
MPa
Verformungsrest unter konstanter Dehnung bei 23°C
ISO 815
Verformungsrest unter konstanter Dehnung bei 70°C
ISO 815
%
Verformungsrest unter konstanter Dehnung bei 100°C
ISO 815
%
%
Reißfestigkeit
ISO 34–1
kN/m
Abriebwiderstand
ISO 4649
mm3
Shorehärte A (3s)
ISO 868
–
Shorehärte D (15s)
ISO 868
–
Funktionen (TPE)
Parameter
Spannung-Dehnung
Temperatur
nung wird ebenfalls übernommen, wogegen für die Bruchdehnung Werte bis
zu 300 % angegeben werden und für
höhere Werte „>300“. Zusätzlich werden für TPE Spannungswerte bei 10 %
Dehnung, 100 % Dehnung und 300 %
Dehnung eingeführt.
Für Spannungs-Dehnungs-Kurven werden Werte bis 300 % gemessen und
diese in bis zu 75 Punkten dargestellt.
Der Bruch wird wie bei allen anderen
Kunststoffen durch ein „B“ dargestellt;
TPE zeigen normalerweise keine Streckgrenze, daher entfällt die Kennzeichnung hierfür. Bei den thermischen Eigenschaften wurde für die Vicat Erweichungstemperatur nach ISO 306 für
TPE die Methode A50, 10N, im Vergleich zur Methode A50, 50N für andere Kunststoffe, gewählt.
Als spezielle Eigenschaft für TPE wurde,
je nach Härte des TPE, Shore A oder D
nach ISO 868 eingeführt. Die Ablesung
erfolgt für Shore A nach 3 s, für Shore D
nach 15 s. Der Druckverformungsrest
nach ISO 815 wurde ebenfalls aufgenommen. Die Prüfungen werden an
Prüfkörpern des Typs B mit 13 mm
Durchmesser durchgeführt. Die Druckzeit beträgt 24 (-2) Stunden und die
Messung wird 30 Minuten nach Entlastung durchgeführt. Als Prüftemperaturen wurden 23°C, 70°C und 100°C
festgelegt.
Eine weitere Ergänzung ist der Weiterreißwiderstand nach ISO 34–1, Methode B, Verfahren b. Diese Methode beschreibt eine Winkelprobe nach Graves
mit Einschnitt. Als Zuggeschwindigkeit
wurde 500 mm/min gewählt. Die Spannung wird parallel (in Fließrichtung) an-
PLASTVERARBEITER 52. Jahrg. (2001) Nr. 10
ISO 527–1/2
MPa/%
gelegt, der Einschnitt erfolgt normal
(quer zur Fließrichtung). Die Prüftemperatur beträgt 23°C. Letztendlich wird
die Abriebfestigkeit nach ISO 4649,
Methode A dem Campus- Datensatz
für TPE hinzugefügt.
Durch die Notwendigkeit, eine spezielle
Eigenschaftsgruppe für TPE einzuführen, wird diese Gruppe von Polymeren
in der neuen Version speziell gekennzeichnet. Bei der Auswahl der Materialgruppe 'TPE' und eines Typs der dieser
Gruppe angehört, erscheint automatisch der zugehörige Datensatz. Die
bewährte Funktionalität der Datenbank
wird auch für TPE in vollem Umfang beibehalten, unter anderem Suchfunktionen für Single-Point Daten und Kurvenüberlagerung für Graphiken. Die neu
eingeführten Informationen zur chemischen Beständigkeit werden ebenfalls
zur Verfügung stehen.
Zusätzlich zu TPE wird die neue Campus-Version 4.5 durch eine zweite
Materialgruppe erweitert, spezielle
Folienwerkstoffe mit deren besonderen
Eigenschaften.
Die Datensätze können kostenlos direkt
von den jeweiligen Materiallieferanten
bezogen werden. Etliche Lieferanten
bieten ebenfalls die Möglichkeit, die
Datensätze direkt aus dem Internet herunterzuladen. Die Daten aller Produzenten können auf der Internetseite
www.campusplastics.com eingesehen
werden. Ein spezielles Programm zur
Kombination der Daten mehrerer Hersteller wird durch M-Base angeboten.
Weitere Informationen hierüber können ebenfalls auf der obigen Internetseite abgerufen werden.
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