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Zum statischen und dynamischen Werkstoffverhalten von Thermoplastischen Elastomeren

Thermoplastische Elastomere (TPE) wurden bezüglich ihrer Werkstoffeigenschaften unter monotoner und zyklischer Beanspruchung untersucht. Neben mechanischen Untersuchungen wurden thermoanalytische und mikroskopische Untersuchungen durchgeführt.

In Spannungs-/Dehnungs-Versuchen können Grenzspannungen oder Grenzdehnungen ermittelt werden, die erste deutliche Strukturveränderungen bei monotoner Belastung wiederspiegeln. Erste zyklische Belastungsniveaus müssen unterhalb dieser Grenze liegen, um charakteristische Kennwertveränderungen im Beanspruchungsverlauf aufzeigen zu können. Ebenso wie die Spannungs-/Dehnungsversuche zeigen Druckversuche einen deutlichen Knick im Kurvenverlauf. Die Materialhärte hat einen wesentlichen Einfluss auf die Kennwertverläufe. So sind die Druckspannungs-/Verformungs-Kurven mit steigender Härte zu höheren Spannungen verschoben. Der Sekantenmodul steigt ebenfalls mit steigender Härte. Gleiche Korrelationen sind auch beim Druckverformungsrest festzustellen. Mit steigender Härte erhöht sich der Druckverformungsrest.

Zyklische Versuche zeigen bei steigender und gleichbleibender Belastung charakteristische Kennwertänderungen. Bei unverstärkten Modifikationen geben die Dehnungsänderungen deutliche Hinweise auf Strukturveränderungen, bei verstärkten Typen zeigen zusätzlich die Dämpfungen Rißbildungsphasen und Rißfortschritt an. Die Dehnungen steigen bei niedrigen Belastungen nur langsam und gleichmäßig, oberhalb einer kritischen Belastung ergeben sich dann überproportionale Kennwertänderungen. Das Beanspruchungsniveau, auf dem erstmals deutliche qualitative Dehnungserhöhungen auftreten, wird als Beanspruchungsgrenze angesehen.

Untersuchungen an PP/EP(D)M-Blends zeigen, dass das Kristallisationsverhalten stark von den enthaltenen EP(D)M-Partikeln beeinflusst. Wird. So sinkt die Sphärolithwachstumsrate beispielsweise mit steigendem EP(D)M-Gehalt, was auf einer zunehmenden Wachstumsbehinderung beruht. REM-Untersuchung, besonders von in n-Heptan gelagerten Proben, zeigen deutlich die Zweiphasenstruktur der Blends. Es kann gezeigt werden, dass zunehmende Belastungen zuerst zu mikroskopischen und dann zu makroskopischen Verstreckungen führen.

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 Thomas Zysk

Thomas Zysk
Lehrstuhl für Kunststofftechnik (LKT)
Universität Erlangen-Nürnberg

Informationen

Freie Schlagwörter: Thermoplastische Elastomere, Werkstoffeigenschaften, monotone Beanspruchung, zyklische Beanspruchung, Thermoanalyse, Mikroskopie, Strukturveränderungen, charakteristische Kennwerte, Rissbildungsphasen, Beanspruchungsgrenzen, Kristallisationsverhalten
Institut / Lehrstuhl: Technische Fakultät der Universiät Erlangen-Nürnberg
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gottfried W. Ehrenstein (Betreuer), Prof. Dr.-Ing. H. Harig, Prof. Dr.-Ing. Josef Kabelka
Erscheinungsjahr: 1992
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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