Stimmen der Branche Neue Entwicklung oder Stand der Technik?

Die Direkthaftung von thermoplastischen Elastomeren (TPE) an Gummi ist ein Dauerthema, wie unsere Kolumne zeigt.

Mein Name ist Bettina Proksch und ich arbeite seit April 2010 bei Allod Werkstoff, einem Entwicklungspartner für maßgeschneiderte thermoplastische Compounds für die Kunststoffindustrie. Schon während meines Studiums zur Kunststoff- und Elastomertechnik absolvierte ich 2008 ein Praktikum bei der Firma Allod, bei dem es mir vor allem die hochspezialisierten Compounds und Neuentwicklungen angetan hatten.
Eine der ersten Entwicklungen, bei denen ich mitarbeiten durfte, war die Dirkthafung von thermoplastischen Elastomeren (TPE) an Gummi. Im Labor wurden die unterschiedlichsten Materialkombinationen erprobt. Es gelang uns nicht nur eine sehr gute Haftfestigkeit von TPE an EPDM zu realisieren, auch mit anderen Haftungspartnern wie AEM und CSM konnten gute Haftwerte erzielt werden. Des Weiteren wurden Alterungsprüfungen durchgeführt, unterschiedliche Härtegrade getestet und die Haftwerte bei unterschiedlichen Temperaturen gemessen.

Deshalb profitiert die Automobilindustrie

Meine ersten Untersuchungen zu dem Thema liegen also bereits 17 Jahre zurück. Aber schon damals, als ich mit dieser Entwicklung begonnen habe, war das Thema Haftung von TPE an Gummi nicht ganz neu. Bereits seit Ende der 90er Jahre sind erste EPDM-haftungsmodifizierte TPE in Gebrauch. Ganz zu Beginn beschränkte sich der Einsatz wegen der noch unzureichenden Haftfestigkeit jedoch auf statische Anwendungen. So wurden die Endkappen von Karosseriedichtungsprofilen aus EPDM mit thermoplastischen Elastomeren angespritzt. Durch die Verwendung von TPE konnten durch kürzere Zykluszeiten und eine Verringerung der Nacharbeit hohe Kosten für die Automobilindustrie eingespart werden.
Nachdem es vor rund 20 Jahren gelungen ist, die Haftwerte deutlich zu verbessern, können seitdem auch die Eckverbindungen dieser EPDM-Profile aus TPE angespritzt werden. Dabei ist nicht nur die Festigkeit des Haftverbundes entscheidend, vor allem die Haftdehnung muss den hohen Ansprüchen beim Verbau gerecht werden, da es beim Einbau der Profile zu starken Überdehnungen des Materialverbundes kommt.Weitere Anforderungen an die TPE Compounds, wie ein gutes Dichtungsverhalten und eine hohe Witterungsstabiliät wurden nicht außer Acht gelassen und erfüllen die Vorgaben der Automobilbranche.

Ständig in der Weiterentwicklung

Die immer wachsenden Ansprüche der letzten Jahre führten bei der Entwicklung der TPE-Compounds zu weiteren Funktionsintegrationen. Hier sind vor allem die Optimierung der Gleitfähigkeit und der Abriebeigenschaften zu nennen. Dies kann die Einsparung aufwändiger Lackierprozesse führen.Auch wenn seit vielen Jahren die Eckverbindungen und Endkappen von Fensterführungsprofilen beziehungsweise Türdichtungssystemen erfolgreich aus TPE angespritzt werden, so werden die Profile nach wie vor größtenteils aus EPDM hergestellt. Thermoplastische Elastomere kommen bei dynamischen Belastungen immer wieder an ihre Grenzen. So liegen die Entwicklungsschwerpunkte mittlerweile nicht mehr in der Verbesserung des Haftverbundes, sondern mehr in der Optimierung des Rückstellverhaltens des TPE, um eventuell auch Profile zumindest teilweise ersetzen zu können.Ebenso werden haftungsmodifizierte Compounds mit verbesserter Fließfähigkeit entwickelt, um einen größeren Gestaltungsfreiraum gewährleisten zu können.Nicht zuletzt spielt mittlerweile auch das Thema Nachhaltigkeit, genau wie in vielen anderen Bereichen, eine große Rolle. Wegen des hohen technischen Anspruchs an diese Materialien ist der Einsatz von Rezyklaten jedoch herausfordernd. In jüngster Zeit ist es Allod gelungen ein haftungsmodifiziertes TPE Compound herzustellen, bei dem erhebliche Materialanteile aus Rezyklaten bestehen. Diese neu entwickelten nachhaltigen Compounds haben einen wesentlich niedrigeren CO₂-Fußabdruck wie ihre Vorgänger. Bisherige Tests sehen vielversprechend aus.

Ständig in der Weiterentwicklung

Auch heute noch, rund 20 Jahre nachdem der Compoundeur aus Burgbernheim mit den Entwicklungen zu dem Thema begonnen hat, hat das Thema nicht an Aktualität verloren. Viele haftungsmodifizierte TPE-Compounds sind inzwischen auf dem Markt und längst Stand der Technik. Dennoch werden die bereits bestehenden Typen ständig weiterentwickelt.

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