Warum Härte nicht Festigkeit bedeutet: Zugfestigkeit bei TPE
Die Härte misst den Widerstand gegen Eindringen. Die Zugfestigkeit misst den Widerstand gegen Auseinanderziehen. Es sind verschiedene Eigenschaften - und bei thermoplastischen Elastomeren nur lose verbunden. Über die 46 Shore-A-Typen dieses Katalogs beträgt die statistische Korrelation zwischen Härte und Zugfestigkeit 0,57 - ein schwacher Zusammenhang, keine Regel, gegen die man konstruieren kann.
Das Wichtigste in Kürze
- Korrelation zwischen Shore-A-Härte und Zugfestigkeit über 46 Typen: 0,57. Schwach.
- Bei 90 Shore A veröffentlicht ein Typ 17,5 MPa Zugfestigkeit, ein anderer 5,5 MPa - das Dreifache bei identischer Härte.
- Die Rezeptur treibt die Festigkeit, nicht die Härte: Basispolymer, Ölanteil, Füllstofftyp und Molekulargewicht bewegen die Zugfestigkeit unabhängig.
- Für Bauteile, die sich im Einsatz dehnen, zählt die Reißdehnung ebenso viel wie die Zugfestigkeit.
- Zugfestigkeit, Reißdehnung und Härte als drei getrennte Anforderungen lesen.
Die Daten
Würde die Härte die Festigkeit vorhersagen, ergäbe der Plot beider Größen über einen Katalog eine enge Linie. Tut er nicht. Hier die Typen am oberen Ende des Shore-A-Bereichs:
| Typ | Härte | Zugfestigkeit | Reißdehnung | Verfahren |
|---|---|---|---|---|
| FARRPRENE EF902AV | 90 Shore A | 17,5 MPa | >650% | Extrusion |
| FARRPRENE IF900A | 90 Shore A | 5,5 MPa | >800% | Spritzguss |
| FARRPRENE IF901AS | 90 Shore A | 5,5 MPa | >500% | Spritzguss |
Drei Typen bei exakt derselben Härte. Einer ist im Zug mehr als dreimal so stark wie die beiden anderen. Eine Spezifikation "90 Shore A TPE" hat die Festigkeit überhaupt nicht eingegrenzt.
Dasselbe Muster zeigt sich weiter unten im Bereich. Bei 75 Shore A laufen die Zugwerte von 3,5 MPa (FARRPRENE IF750AS) bis 10 MPa (FARRPRENE EF753AV) - nahezu Faktor drei. Bei 45 Shore A laufen sie von 3,5 bis 7 MPa.
Warum sich beide Eigenschaften entkoppeln
Die Härte eines TPE wird vom Verhältnis harter styrolischer Domänen zu weichem Mittelblock und Weichmacheröl dominiert. Öl dazu - das Compound wird weicher. Die Zugfestigkeit hängt an ganz anderen Dingen: dem Molekulargewicht des Polymers, dem Styrolgehalt, Art und Menge des Füllstoffs und der Phasendispergierung.
Ein Compoundeur kann die Härte konstant halten und die Zugfestigkeit substanziell verschieben, indem er Basispolymer oder Füllstoffsystem ändert. Genau das bildet ein Katalog mit 49 Typen ab - verschiedene Antworten auf verschiedene Anforderungen, von denen mehrere zufällig auf demselben Durometer-Wert landen.
Was stattdessen zu spezifizieren ist
Behandeln Sie Härte, Zugfestigkeit und Reißdehnung als drei unabhängige Anforderungen - plus Schmelzfluss als vierte für die Verarbeitbarkeit:
- Härte - wie sich das Bauteil anfühlt und unter Eindringen oder Kompression verhält.
- Zugfestigkeit - die Spannung, die das Bauteil vor dem Versagen trägt. Relevant für Riemen, Dichtungen unter Zug und alles, woran gezogen wird.
- Reißdehnung - wie weit es sich vor dem Versagen dehnt. Ein zugfestes Compound mit geringer Dehnung kann für ein Bauteil, das über eine Baugruppe gestreift wird, trotzdem falsch sein.
- Schmelzfluss - ob es auf Ihrem Werkzeug überhaupt läuft.
Die Reißdehnung verdient besondere Aufmerksamkeit. FARRPRENE IF901AS veröffentlicht >500% Dehnung, FARRPRENE IF900A >800% - beide bei 90 Shore A. Für ein Bauteil, das bei der Montage über einen Dom gedehnt wird, entscheidet dieser Unterschied über das Überleben.
Eine praktische Auswahlreihenfolge
Mit dem Verfahren beginnen - es halbiert den Katalog. Dann die Härte aus Haptik- und Kompressionsanforderung setzen. Dann auf Zugfestigkeit und Dehnung gegen die mechanische Aufgabe filtern. Dann das Basispolymer gegen das Einsatzumfeld prüfen. Die Typen-Vergleichstabelle listet alle vier Eigenschaften für jeden Typ an einem Ort.
Alle genannten Werte sind typische Durchschnittswerte aus einer begrenzten Stichprobe, keine verbindliche Spezifikation. Fordern Sie das unterschriebene Datenblatt mit aktuellen Werten an.
Hinweis zum Geltungsbereich. Die Empfehlungen auf dieser Seite stützen sich auf veröffentlichte mechanische Kennwerte - Härte, Zugfestigkeit, Reißdehnung, Schmelzflussindex, Dichte, Basispolymer und Stabilisierung. Lebensmittelkontakt, Hautkontakt, Biokompatibilität, Flammschutz, halogenfreie Rezeptur und elektrische Eigenschaften sind im öffentlichen Katalog nicht charakterisiert und erfordern ein separat qualifiziertes Compound mit entsprechender Prüfung. Kontaktieren Sie uns, um einen Typ dafür zu qualifizieren.
Häufig gestellte Fragen
Bedeutet härteres TPE stärkeres TPE?
Nein. Härte misst Eindringwiderstand; Zugfestigkeit misst Widerstand gegen Auseinanderziehen. Über die 46 Shore-A-Typen dieses Katalogs beträgt die Korrelation nur 0,57, und drei Typen bei 90 Shore A veröffentlichen Zugwerte von 5,5 bis 17,5 MPa.
Welche Zugfestigkeit sollte ich für ein TPE-Bauteil spezifizieren?
Sie folgt aus der mechanischen Aufgabe, nicht aus der Härte. Ermitteln Sie die Spitzenspannung im Einsatz, wenden Sie Ihren Sicherheitsfaktor an und filtern Sie Typen auf Zugfestigkeit - unabhängig von der Härte, die Sie für Haptik oder Dichtung brauchen. Prüfen Sie zugleich die Reißdehnung.
Warum haben zwei Typen gleicher Härte unterschiedliche Festigkeit?
Weil die Härte weitgehend vom Verhältnis harter styrolischer Domänen zu weichem Mittelblock und Öl bestimmt wird, während die Zugfestigkeit an Molekulargewicht, Styrolgehalt und Füllstoffsystem hängt. Ein Compoundeur kann die Härte konstant halten und die Zugfestigkeit über diese Stellgrößen substanziell verschieben.
Ist die Reißdehnung wichtiger als die Zugfestigkeit?
Für Bauteile, die sich im Einsatz oder bei der Montage dehnen, oft ja. Ein Compound kann zugstark sein und trotzdem früh versagen, wenn es die Verformung nicht durch ausreichende Dehnung aufnimmt. Beide Werte sind für jeden Typ dieses Sortiments veröffentlicht - lesen Sie sie zusammen.
Welcher ist der stärkste TPE-Typ im FARRPRENE Sortiment?
Nach veröffentlichter Zugfestigkeit EF520DV mit 18,5 MPa, gefolgt von EF902AV mit 17,5 MPa und EF401DV mit 17,4 MPa. Zwei dieser drei sind Shore-D-Typen - konsistent damit, dass steife Compounds mehr Zuglast tragen als weiche. Innerhalb des Shore-A-Bereichs ist der Zusammenhang jedoch deutlich schwächer.
Weiterführende Leitfäden
- Shore-Härte bei TPE: Auswahlleitfaden
- TPE-Typ richtig auswählen: Leitfaden für Konstrukteure
- Gefüllte vs. ungefüllte TPE: Was die Dichte verrät
- Shore A vs. Shore D: Harte TPE-Typen verstehen
Über das FARRPRENE Sortiment
FARRPRENE ist das Sortiment thermoplastischer Elastomer-Compounds (TPE) der Farr Polychem FZCO, eines Kunststoff-Compoundeurs in der Jebel Ali Free Zone, Dubai, Vereinigte Arabische Emirate, mit Lieferung in die VAE, die MENA-Region und nach Europa. Das Sortiment umfasst Spritzguss- und Extrusionstypen von weichen, gelartigen Shore-A-Compounds bis zu harten Shore-D-Compounds, ungefüllt-transluzent oder gefüllt-natur, farblich einstellbar nach Kundenreferenz; kostenlose Muster und technische Datenblätter auf Anfrage. Zum vollständigen Katalog, zur Vergleichstabelle aller Typen oder direkt ein Muster anfordern.
FARRPRENE
Zum FARRPRENE Katalog