|
![](3D"http://www.dakweb.com/RB/2002-7/TPE-spreker.jpg") Terminologie
TPE: een nieuwe generatie=20
afdichtingen
TPE, TPO, TPV, FPO, TPU: wie geraakt er nog wijs uit? =
Zo=20
spreekt men zelfs van "gemodificeerde" TPE. Men haalt alles =
door=20
elkaar. Met deze theoretische uiteenzetting hopen wij daarom =
een=20
aantal misverstanden in de markt recht te kunnen zetten. =
Tevens is=20
het een poging om deze nieuwe, nog weinig bekende materie op =
een zo=20
helder en eenvoudig mogelijke wijze verstaanbaar te =
maken.
Harry Steenbrugghe, ir., Rubitec nv
TPE staat voor 'thermoplatisch' elastomeer en is een=20
productenfamilie met een groot aantal zeer verschillende=20
basissamenstellingen, doch allen met dezelfde specifieke =
fysische=20
eigenschap dat ze elastisch zijn tot ze praktisch een =
vloeistof=20
worden.
Onderscheid
Wat is nu het verschil tussen thermoplasten, elastomeren =
en=20
thermoplastische elastomeren (TPE). Deze drie soorten =
bestaan uit=20
hoogpolymeren oftewel lange chemische ketens die kriskras =
door=20
elkaar liggen en zo bij kamertemperatuur een vast materiaal=20
vormen.
Thermoplasten
Bij opwarmen kunnen de hoogpolymeerketens onderling =
verschuiven=20
en kan het materiaal een andere vorm aannemen of met andere =
woorden=20
thermisch plastisch worden.
![](3D"http://www.dakweb.com/RB/2002-7/TPE%20tekening1.gif")
Bij verder opwarmen komen de lange ketens verder uit =
elkaar en=20
krijgt men een vloeistof.
Elastomeren
Het materiaal is gevulkaniseerd: tussen de =
hoogpolymeerketens=20
worden bij EPDM zwavelbruggen gebouwd door het inbrengen van =
zwavel=20
en door opwarming boven de 180 =B0C zodat de chemische =
reactie kan=20
doorgaan. De hoogpolymeerketens zijn onderling "vernet".
![](3D"http://www.dakweb.com/RB/2002-7/TPE%20tekening2.gif")
Eens gevulkaniseerd kunnen de ketens niet meer onderling=20
verschuiven door opwarmen, want ze zijn onderling in alle =
richtingen=20
vast verbonden aan elkaar. De zwavelbruggen zijn immers door =
opwarming niet meer te verbreken. Deze materialen zijn zeer=20
elastisch en behouden hun eigenschappen van zeer lage tot =
hoge=20
temperaturen (o.a. rekvermogen en steeds volledig in hun=20
oorspronkelijke vorm terugkomen). Ze zijn dus niet =
thermoplastisch=20
vervormbaar en smelten niet meer.
TPE (thermoplastisch elastomeer)
De hoogpolymeer ketens zijn onderling gebonden door een=20
thermoplastische bindstof. Door hun speciale moleculaire =
structuur=20
hebben deze materialen rubberelastische eigenschappen.
![](3D"http://www.dakweb.com/RB/2002-7/TPE%20tekening3.gif")
Bij opwarming boven een bepaalde temperatuur smelt de=20
thermoplastische bindstof en komen de lange ketens terug =
onderling=20
vrij. Doordat dit pas op hoge temperatuur gebeurt, is de=20
thermoplastische fase (zoals bij thermoplasten) dus zeer =
sterk=20
teruggedrongen: het is alsof ze van de elastische toestand =
(zoals=20
rubber) ineens overgaan naar een vloeistof.
Specifieke eigenschappen van TPE
Het basismateriaal wordt gemaakt in speciale apparaten =
onder zeer=20
hoge druk. Hierdoor ontstaan structuren die zeer goede =
elastische=20
eigenschappen hebben. Zo spreekt men dan niet meer van een =
mengsel=20
van ethyleen-propyleen (EP) doch van =
ethyleen-propyleen-rubber=20
(EPR).
![](3D"http://www.dakweb.com/RB/2002-7/TPE-Auchan%20.jpg") ![](3D"http://www.dakweb.com/RB/2002-7/TPE-detail%204.jpg")
TPE-materialen hebben een groot rekvermogen, hoge =
pelkrachten en=20
zijn dynamisch belastbaar in vergelijking met thermoplasten, =
doch=20
deze eigenschappen zijn beduidend minder dan bij een =
elastomeer (dat=20
gevulkaniseerd materiaal is). Het grote voordeel tegenover=20
elastomeren is dat TPE smeltbaar is, waardoor alle =
verbindingen=20
lasbaar worden uitgevoerd en het gebruik van contactlijm en =
tapes=20
overbodig wordt. TPE combineert dus een aantal voordelen van =
thermoplasten en van elastomeren. TPE-materialen kunnen met =
dezelfde=20
technieken als thermoplasten worden gefabriceerd tot =
allerlei=20
gebruiksproducten. Het extra vulkaniseren zoals bij =
elastomeren valt=20
dus weg (op uitzondering van TPV - zie verder). Men kan ze =
allerlei=20
kleuren geven zoals thermoplasten, in tegenstelling tot =
elastomeren=20
(rubbers) die daardoor aan kwaliteit moeten inboeten.
TPE-producten vindt men al sinds meer dan 20 jaar terug =
in=20
profielen, auto- en machineonderdelen, schoenen, coatings, =
kabels,=20
slangen, enz. Daar op het dak de combinatie van eisen zo =
groot is,=20
is net zoals bij PVC en EPDM de toepassing pas jaren nadien =
gekomen.=20
TPE dakafdichtingen worden ondertussen al 10 =E0 15 jaar =
toegepast en=20
men kan zeggen dat ze nu op punt staan.
![](3D"http://www.dakweb.com/RB/2002-7/Pagina%27s%20van%202002-7%20ROOF%2=)
Voor dakafdichtingen komen de twee laatste groepen (SBC =
en FPO)=20
in aanmerking.
Styreen-Blok-Copolymeren (SBC)
SBS is ons wel bekend als toeslagstof voor gemodificeerd =
bitumen,=20
die dan ook elastomeerbitumen worden genoemd. SBS en SEBS =
bevatten=20
deeltjes in styreen waartussen deeltjes in butadieen zitten =
in de=20
lange chemische ketens.
![](3D"http://www.dakweb.com/RB/2002-7/TPE%20tekening4.gif")
Het butadieen zorgt voor het rekvermogen van de ketens. =
De=20
styreendeeltjes hebben de eigenschap dat ze zich onderling =
chemisch=20
binden waardoor de polymeerketens niet onderling kunnen =
verschuiven=20
(=3D niet plastisch worden). Het materiaal blijft elastisch=20
vervormbaar (=3D steeds tot zijn oorspronkelijke vorm =
terugkomen) tot=20
het vloeit. TPE afdichtingbanen in SBC alleen bestaan niet, =
wel is=20
het reeds toegepast als smeltlaag op een EPDM-kern. Het is =
niet=20
eenvoudig lasbaar en na enkele dagen moet men het =
geoxideerde=20
oppervlak wegschuren met schuurpapier om er terug op te =
kunnen=20
lassen.
Flexibele polyolefinen (FPO)
In deze groep situeren zich bijna alle TPE-afdichtingen. =
Vandaar=20
dat de nieuwe UEAtc-richtlijn (Technical Guide) van eind =
2001=20
uitsluitend over deze materialen handelt. Zij bestaan uit =
fijne=20
partikels (=3D korreltjes) van 1 =E0 10 micron diameter in =
EP=20
(ethyleen-propyleen) die aan elkaar verbonden worden met PE=20
(polyethyleen) of PP (polypropyleen).
![](3D"http://www.dakweb.com/RB/2002-7/TPE%20tekening5.gif")
De partikels in EP kunnen bestaan uit EPR=20
(ethyleen-propyleen-rubber) of EPDM=20
(ethyleen-propyleen-dieen-monomeer) die al dan niet =
gevulkaniseerd=20
is.
Om het geheel beter te overzien kan men een =
"simplistische"=20
vergelijking maken:
- keien en zand onderling gebonden met cement geeft =
beton
-=20
keien en zand onderling gebonden met bitumen geeft =
asfalt
- voegt=20
men elastomeerkorrels (rubberen korrels) toe aan asfalt dan =
kan men=20
fluisterasfalt maken, die soepeler is
- neemt men alleen =
zand met=20
bitumen dan bekomt men gietasfalt.
Het bindmiddel PE of PP speelt dus een primordiale rol: =
de soort=20
"korrels" geeft specifieke eigenschappen aan het =
materiaal.
PE verweekt bij =B1 100 =B0C en PP pas bij =B1 165 =B0C! =
Voor zichtbare=20
afdichtingen op een dikke isolatieplaat is het PE dus veel=20
kritischer. In spanningzones zou het materiaal kunnen =
vloeien (=3D=20
blijvend verlengen) en dus dunner worden. Daarom worden de =
meeste=20
FPO-dakafdichtingen dan ook vervaardigd op basis van PP als=20
bindmiddel. In deze massa zit meer dan 40 % aan EPR of EPDM. =
Deze=20
"rubberkorrels" geven een aantal positieve eigenschappen aan =
het=20
geheel, die het toepasbaar maken op een dak. Naargelang men =
EPDM al=20
dan niet vulkaniseert heeft men dan ook nog specifieke =
fysische=20
eigenschappen. Omdat FPO een nog grotere thermische =
uitzetting heeft=20
dan PVC en EPDM zijn alle dakafdichtingbanen steeds intern=20
gewapend.
![](3D"http://www.dakweb.com/RB/2002-7/TPE-detail.jpg") ![](3D"http://www.dakweb.com/RB/2002-7/TPE-bloembak%20.jpg")
FPO - Type 1: TPO-thermoplastisch polyolefinen
Bij deze materialen zijn de "korrels" niet gevulkaniseerd =
(korrels uit EPR of EPDM). Naargelang de kwaliteit van de =
EPR of de=20
EPDM en de samenstelling van het totale mengsel =
(toeslagstoffen,=20
vulstoffen) heeft men een groot onderscheid in de soepelheid =
en=20
verwerkbaarheid van de baan. Fabrikanten die zelf hun eigen =
mengsels=20
maken hebben door hun lange ervaring soepelere =
banen.
FPO - Type 2: TPV-gevulkaniseerd thermoplastisch=20
polyolefinen
Bij deze materialen worden de EPDM "korreltjes" in een =
bijkomende=20
productiegang gevulkaniseerd door opwarming boven 180 =B0C. =
Deze=20
gevulkaniseerde "korreltjes" of partikels geven aan het =
materiaal=20
bepaalde specifieke eigenschappen in vergelijking met =
TPO:
- nog hogere elasticiteit
- hogere =
vermoeiingsweerstand bij=20
cyclische rekproeven
- vloeit minder snel bij constante=20
trekkrachten
- hogere temperatuurvastheid.
Daardoor moet men het materiaal hoger opwarmen bij het =
lassen van=20
de overlappen en neemt de lasbaarheid af. De TPV-banen zijn =
soepeler=20
dan de TPO bij het verwerken op het dak.
|
Literatuur
Kraiburg: Thermoplastische Elastomere in =
=DCberblick
AES: TPE's zijn niet meer weg te denken
David Booth (Belgian Plastic and Rubber Institute): =
Europeen Outlook for TPO-TPE's
UEAtc Technical Guide for the waterproofing systems =
made of=20
FPO
Basell technische documentaties=20
=
Polyolefins |
|