HIPS Kunststoff: Eigenschaften, technische Daten und Anwendungen

High Impact Polystyrene, kurz HIPS, ist ein schlagzäh modifiziertes Polystyrol. Der thermoplastische Kunststoff verbindet eine gute Steifigkeit mit einer deutlich höheren Schlagfestigkeit als Standard-Polystyrol. Gleichzeitig lässt sich HIPS wirtschaftlich verarbeiten, tiefziehen, bedrucken und mechanisch bearbeiten.

HIPS Kunststoff wird vor allem für Gehäuse, Verkleidungen, Displays, Verpackungen und tiefgezogene Formteile eingesetzt. Besonders geeignet ist der Werkstoff für Anwendungen, bei denen eine gleichmäßige Oberfläche, ein geringes Gewicht und wirtschaftliche Materialkosten wichtiger sind als eine besonders hohe Temperatur- oder Chemikalienbeständigkeit.

Als Teil der thermoplastischen Kunststoff-Halbzeuge kann HIPS durch Erwärmung verformt und anschließend wieder abgekühlt werden. Dadurch eignet sich das Material sowohl für Prototypen und Kleinserien als auch für wiederkehrende industrielle Serienbauteile.

Was ist HIPS Kunststoff?

HIPS steht für High Impact Polystyrene und wird im Deutschen auch als schlagfestes oder schlagzähes Polystyrol bezeichnet. Ausgangsmaterial ist Polystyrol, das durch die Zugabe elastomerer beziehungsweise kautschukartiger Bestandteile modifiziert wird.

Unmodifiziertes Polystyrol besitzt eine gute Steifigkeit und Oberflächenqualität, reagiert bei Stößen jedoch vergleichsweise spröde. Die im HIPS fein verteilten Elastomerphasen können einen Teil der auftretenden Energie aufnehmen. Dadurch bricht das Material bei mechanischer Beanspruchung weniger schnell und erreicht eine höhere Schlagzähigkeit.

HIPS ist in der Regel undurchsichtig. Häufig wird es in Weiß, Schwarz oder kundenspezifischen Farben angeboten. Je nach Materialqualität und Herstellungsverfahren sind glatte, matte, glänzende oder strukturierte Oberflächen möglich.

Eigenschaften von HIPS im Überblick

HIPS bietet ein ausgewogenes Eigenschaftsprofil für wirtschaftliche Bauteile mit mittleren technischen Anforderungen:

• höhere Schlagzähigkeit als Standard-Polystyrol
• gute Steifigkeit und Formstabilität
• geringe Dichte und damit niedriges Bauteilgewicht
• sehr gute Thermoform- und Tiefzieheigenschaften
• gleichmäßige, gut gestaltbare Oberfläche
• gute Bedruckbarkeit und Lackierbarkeit
• gute mechanische Bearbeitbarkeit
• geringe Wasseraufnahme
• elektrisch isolierende Grundeigenschaften
• wirtschaftliches Material für größere Stückzahlen

Das tatsächliche Verhalten hängt von der jeweiligen HIPS-Type, der Plattenstärke, der Temperatur, der Belastungsdauer und den Umgebungsbedingungen ab. Technische Kennwerte sollten deshalb immer anhand des konkreten Datenblatts geprüft werden.

Technische Kennwerte von HIPS

Die Werte dienen der Orientierung und sind nicht als verbindliche Konstruktionsdaten zu verstehen. Bei dauerhafter mechanischer Belastung, erhöhten Temperaturen oder sicherheitsrelevanten Bauteilen ist die konkrete Werkstoffqualität gesondert zu bewerten.

Welche Vorteile bietet HIPS?

Gute Schlagzähigkeit bei ausreichender Steifigkeit

HIPS ist wesentlich unempfindlicher gegenüber Stößen als unmodifiziertes Polystyrol. Damit eignet es sich für Gehäuse, Abdeckungen und Verkleidungen, die bei Transport, Montage oder Nutzung gelegentlichen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind.

Sehr gute Eignung für das Tiefziehen

Eine der wichtigsten Eigenschaften von HIPS ist seine gute Thermoformbarkeit. Erwärmte HIPS-Platten lassen sich vergleichsweise gleichmäßig über Werkzeuge formen. Dadurch können größere, dünnwandige und geometrisch komplexe Bauteile wirtschaftlich gefertigt werden.

Typische Anwendungen sind Innenverkleidungen, Verpackungseinsätze, Gerätegehäuse und Formteile. Weitere Informationen zu entsprechenden Anwendungen finden Sie im Bereich Tiefziehtechnik.

Gleichmäßige und veredelbare Oberflächen

HIPS besitzt eine geschlossene, gleichmäßige Oberfläche. Abhängig von der Materialausführung kann sie bedruckt, lackiert, beschichtet oder beklebt werden. Das ist insbesondere für Displays, Beschilderungen und sichtbare Gehäuseteile relevant.

Aufgrund dieser Eigenschaften kommt HIPS häufig in der Werbetechnik sowie im Display- und Ladenbau zum Einsatz. Bei Außenanwendungen muss allerdings geprüft werden, ob eine ausreichend UV-stabilisierte Qualität vorliegt.

Wirtschaftliche Verarbeitung

HIPS lässt sich mit etablierten industriellen Verfahren verarbeiten. Die vergleichsweise niedrigen Material- und Verarbeitungskosten machen den Werkstoff besonders für größere Stückzahlen interessant. Je nach Bauteilgeometrie kann HIPS eine wirtschaftliche Alternative zu leistungsfähigeren, aber teureren technischen Kunststoffen sein.

HIPS-Platten und HIPS-Halbzeuge

Für die industrielle Weiterverarbeitung wird HIPS häufig als Platte oder Folie eingesetzt. Die verfügbaren Abmessungen, Stärken, Farben und Oberflächen hängen vom Hersteller und der jeweiligen Materialqualität ab.

HIPS-Platten können unter anderem verwendet werden für:

• thermogeformte Gehäuseschalen
• technische Verkleidungen
• Maschinenabdeckungen
• Displayelemente und Werbeträger
• Verpackungseinsätze
• Trays und Formverpackungen
• Modellbau- und Prototypenteile
• Innenausstattungen und Sichtteile

Maßgenaue Zuschnitte reduzieren den Aufwand bei der weiteren Bearbeitung. Abhängig von Geometrie und Stückzahl können HIPS-Platten gesägt, gefräst, gebohrt oder thermisch umgeformt werden. Martan Plastics unterstützt industrielle Kunden bei der Auswahl und Weiterverarbeitung geeigneter Kunststoffhalbzeuge.

Verarbeitung von HIPS

Thermoformen und Tiefziehen

Beim Thermoformen wird eine HIPS-Platte gleichmäßig erwärmt und anschließend mithilfe von Vakuum, Druckluft oder mechanischen Werkzeugen in die gewünschte Form gebracht. Nach dem Abkühlen behält das Bauteil seine Geometrie.

Für eine gleichmäßige Wandstärkenverteilung müssen Materialstärke, Erwärmung, Werkzeuggeometrie und Ziehverhältnis aufeinander abgestimmt werden. Bei tiefen oder stark konturierten Formteilen kann sich das Material lokal ausdünnen. Radien und Übergänge sollten deshalb bereits bei der Konstruktion berücksichtigt werden.

Sägen, Fräsen und Bohren

HIPS kann mit geeigneten Werkzeugen mechanisch bearbeitet werden. Scharfe Schneiden, eine kontrollierte Vorschubgeschwindigkeit und eine möglichst geringe Wärmeentwicklung helfen dabei, saubere Kanten zu erzielen.

Bei hohen Bearbeitungstemperaturen kann das Material schmieren oder an der Werkzeugschneide anhaften. Die Bearbeitungsparameter sollten deshalb an Plattenstärke, Werkzeug und HIPS-Qualität angepasst werden. Für komplexe Konturen und maßgenaue Bauteile bietet sich die professionelle Kunststoffbearbeitung an.

Kleben und Fügen

HIPS lässt sich abhängig von der Anwendung kleben, mechanisch befestigen oder thermisch fügen. Die Auswahl des Klebstoffs muss auf die Materialoberfläche, die Belastung und die Umgebungsbedingungen abgestimmt werden.

Lösungsmittelhaltige Klebstoffe können HIPS anlösen oder Spannungsrisse verursachen. Vor der Serienfertigung ist deshalb ein praktischer Fügeversuch mit dem vorgesehenen Material und Klebstoff sinnvoll.

Bedrucken, Lackieren und Beschichten

Die Oberfläche von HIPS eignet sich grundsätzlich gut für Druck- und Beschichtungsverfahren. Je nach Materialqualität kann eine Reinigung oder Vorbehandlung notwendig sein, um eine gleichmäßige Haftung zu erreichen.

Bei Lacken, Druckfarben und Reinigungsmitteln muss die chemische Verträglichkeit geprüft werden. Aggressive Lösemittel können die Oberfläche angreifen oder Spannungsrisse auslösen.

Typische Anwendungen von HIPS Kunststoff

Verpackungen und Formeinsätze

HIPS wird für Trays, Verpackungseinsätze, Transportverpackungen und andere thermogeformte Verpackungskomponenten verwendet. Das Material ermöglicht kurze Formzyklen und eine wirtschaftliche Produktion hoher Stückzahlen.

Ob HIPS für den direkten Kontakt mit Lebensmitteln oder medizinischen Produkten eingesetzt werden darf, hängt von der konkreten Materialqualität und den erforderlichen Zulassungen ab. Eine allgemeine HIPS-Bezeichnung reicht hierfür nicht aus.

Gehäuse und Abdeckungen

Gerätegehäuse, Bedienblenden, Innenverkleidungen und technische Abdeckungen gehören zu den häufigsten Einsatzbereichen. HIPS ist besonders interessant, wenn ein Bauteil großflächig, leicht und optisch gleichmäßig sein soll, aber keinen extremen mechanischen oder thermischen Belastungen ausgesetzt ist.

Im Maschinen- und Anlagenbau eignet sich HIPS beispielsweise für Verkleidungen und Abdeckungen außerhalb stark belasteter Funktionsbereiche.

Displays und Werbetechnik

Die gute Bedruckbarkeit und Oberflächenqualität machen HIPS zu einem geeigneten Werkstoff für Verkaufsdisplays, Präsentationselemente, Beschilderungen und Innenraumwerbung. Das Material kann bedruckt, kaschiert oder mit Folien versehen werden.

Fahrzeug- und Innenraumbauteile

Thermogeformte HIPS-Teile können für Innenverkleidungen oder nicht sicherheitsrelevante Abdeckungen verwendet werden. Für Bauteile im Fahrzeugbau sind unter anderem Temperaturwechsel, Brandschutz, Alterung, Emissionen und mechanische Belastungen gesondert zu prüfen.

Modelle und Prototypen

Die einfache Bearbeitung macht HIPS auch für Designmodelle, Funktionsmuster und Prototypen interessant. Änderungen an Geometrien lassen sich häufig schneller und kostengünstiger umsetzen als bei schwerer bearbeitbaren Werkstoffen.

Chemische Beständigkeit von HIPS

HIPS besitzt eine begrenzte chemische Beständigkeit. Gegen Wasser, verdünnte Säuren und verdünnte Laugen kann das Material je nach Konzentration, Temperatur und Einwirkzeit ausreichend beständig sein.

Problematisch sind insbesondere zahlreiche organische Lösemittel, Kraftstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe, Ketone und bestimmte Öle. Diese Medien können HIPS aufquellen, anlösen oder Spannungsrisse verursachen.

Eine allgemeine Aussage zur Beständigkeit ist deshalb nicht ausreichend. Bei Kontakt mit Chemikalien sollten folgende Faktoren geprüft werden:

• Art und Konzentration des Mediums
• Temperatur
• Dauer und Häufigkeit des Kontakts
• mechanische Spannung im Bauteil
• konkrete HIPS-Qualität
• Reinigungs- und Desinfektionsverfahren

Temperaturbeständigkeit von HIPS

HIPS gehört nicht zu den Hochtemperaturkunststoffen. Bei zunehmender Temperatur sinken Steifigkeit und Formstabilität. Bereits deutlich unterhalb der Erweichungstemperatur kann eine dauerhafte Belastung zu Verformungen führen.

Für Bauteile in der Nähe von Wärmequellen, Motoren, Beleuchtungssystemen oder beheizten Anlagen muss die reale Bauteiltemperatur betrachtet werden. Dabei sind auch Wärmestau, Belastungsdauer und mechanische Spannung einzubeziehen.

Für dauerhaft höhere Temperaturen stehen unter anderem Hochtemperatur-Kunststoffe zur Verfügung. Diese sind leistungsfähiger, liegen jedoch in einem deutlich höheren Preisbereich.

UV- und Witterungsbeständigkeit

Standard-HIPS ist ohne geeignete Stabilisierung nur eingeschränkt für dauerhafte Außenanwendungen geeignet. UV-Strahlung kann im Laufe der Zeit zu Farbveränderungen, Oberflächenalterung und einer Abnahme der Schlagzähigkeit führen.

Für den Außeneinsatz sollte eine UV-stabilisierte und für die jeweilige Anwendung freigegebene Qualität gewählt werden. Alternativ können Beschichtungen oder andere Werkstoffe sinnvoll sein. Eine gute Bedruckbarkeit allein bedeutet nicht, dass eine HIPS-Platte automatisch dauerhaft witterungsbeständig ist.

Elektrische Eigenschaften und Brandverhalten

HIPS ist grundsätzlich elektrisch isolierend. Die tatsächlichen elektrischen Kennwerte hängen jedoch von Materialtype, Temperatur, Feuchtigkeit und Bauteilgeometrie ab.

Standard-HIPS ist zudem brennbar. Für Anwendungen mit Brandschutzanforderungen müssen speziell ausgerüstete beziehungsweise entsprechend klassifizierte Qualitäten verwendet werden. Eine allgemeine Werkstoffbezeichnung ersetzt keine Prüfung nach der geforderten Norm oder Brandschutzklasse.

HIPS im Vergleich zu ABS, PET und PC

HIPS oder ABS?

ABS Kunststoff bietet in der Regel eine höhere Schlagzähigkeit, bessere Wärmeformbeständigkeit und größere mechanische Reserven. HIPS ist häufig die wirtschaftlichere Wahl, wenn das Bauteil nur moderaten Belastungen ausgesetzt ist und sich besonders gut tiefziehen lassen soll.

Für robuste Gehäuse, Halterungen und stärker beanspruchte Konstruktionsteile ist ABS meist besser geeignet. Für Displays, Verpackungseinsätze und großflächige Innenverkleidungen kann HIPS wirtschaftliche Vorteile bieten.

HIPS oder PET?

PET ist in verschiedenen Ausführungen erhältlich und kann unter anderem Vorteile bei Transparenz, Festigkeit und Barriereeigenschaften bieten. HIPS ist dagegen opak, häufig leichter zu bedrucken und für bestimmte Tiefziehanwendungen besonders wirtschaftlich.

HIPS oder Polycarbonat?

Polycarbonat besitzt eine wesentlich höhere Schlagzähigkeit und Temperaturbeständigkeit. Es eignet sich für anspruchsvollere Schutzabdeckungen, Sichtfenster und hoch belastete Gehäuse. HIPS ist günstiger und für Anwendungen sinnvoll, bei denen diese Leistungsreserven nicht erforderlich sind.

Grenzen von HIPS

HIPS ist kein universeller Konstruktionskunststoff. Seine wichtigsten Grenzen sind:

• begrenzte Wärmeformbeständigkeit
• eingeschränkte UV- und Witterungsbeständigkeit
• begrenzte Beständigkeit gegen organische Lösemittel
• geringere Festigkeit als viele technische Kunststoffe
• mögliches Kriechen unter dauerhafter Last
• Versprödung bei niedrigen Temperaturen möglich
• Standardqualitäten sind brennbar
• nicht automatisch für Lebensmittel- oder Medizinanwendungen zugelassen

Für hoch belastete Lager, Zahnräder, Gleitführungen oder Präzisionsteile sind andere technische Kunststoffe meist besser geeignet. HIPS spielt seine Stärken vor allem bei großflächigen, thermogeformten und optisch gestalteten Bauteilen aus.

Typische Fehler bei der Auswahl von HIPS

Nur die maximale Temperatur betrachten

Entscheidend ist nicht allein eine im Datenblatt angegebene Grenztemperatur. Dauerbelastung, Wandstärke, Wärmestau und mechanische Spannung können bereits bei niedrigeren Temperaturen zu Verformungen führen.

Außeneignung voraussetzen

Standard-HIPS ist nicht automatisch UV- und witterungsbeständig. Für Außenanwendungen muss die konkrete Materialqualität geprüft werden.

Chemikalien pauschal bewerten

Die geringe Wasseraufnahme bedeutet nicht, dass HIPS gegen beliebige Reinigungsmittel, Öle oder Lösemittel beständig ist. Gerade unter mechanischer Spannung können Spannungsrisse entstehen.

Wandstärken beim Tiefziehen unterschätzen

Beim Tiefziehen verteilt sich das Material über die Werkzeugoberfläche. Tiefe Konturen und enge Radien können zu lokal stark reduzierten Wandstärken führen. Die Ausgangsstärke muss deshalb anhand der späteren Bauteilgeometrie gewählt werden.

Recycling und Nachhaltigkeit

Als Thermoplast kann HIPS grundsätzlich zerkleinert, aufbereitet und erneut verarbeitet werden. Produktionsreste und sortenreine Zuschnitte lassen sich vergleichsweise gut in Recyclingprozesse zurückführen.

Die praktische Recyclingfähigkeit hängt jedoch von Farbe, Verunreinigungen, Beschichtungen, Klebstoffen, Verbundmaterialien und der verfügbaren Recyclinginfrastruktur ab. Ein Bauteil ist daher nicht allein deshalb nachhaltig, weil der Ausgangswerkstoff thermoplastisch ist.

Eine materialeffiziente Konstruktion, optimierte Zuschnittplanung, lange Nutzungsdauer und sortenreine Trennbarkeit können die ökologische Bilanz verbessern. Weitere Informationen zu den unternehmerischen Maßnahmen finden Sie im Bereich Nachhaltigkeit.

Wann ist HIPS die richtige Wahl?

HIPS ist besonders geeignet, wenn folgende Anforderungen zusammenkommen:

• Das Bauteil soll wirtschaftlich hergestellt werden.
• Eine gute Schlagzähigkeit ist erforderlich, extreme Belastungen treten jedoch nicht auf.
• Die Oberfläche soll gleichmäßig, bedruckbar oder beschichtbar sein.
• Das Bauteil wird tiefgezogen oder thermisch geformt.
• Das Material wird überwiegend im Innenbereich eingesetzt.
• Die Betriebstemperatur bleibt moderat.
• Es besteht kein dauerhafter Kontakt mit aggressiven Lösemitteln.
• Ein niedriges Bauteilgewicht ist erwünscht.

Weniger geeignet ist HIPS bei dauerhaft hohen Temperaturen, starker UV-Belastung, aggressiven Chemikalien, hohen statischen Lasten oder besonders hohen Anforderungen an Verschleißfestigkeit und Maßhaltigkeit.

Zusammenhang zwischen HIPS und PPE-Werkstoffen

HIPS und PPE sind eigenständige Kunststoffe, stehen jedoch über technische Polymerblends miteinander in Verbindung. HIPS ist ein schlagzäh modifiziertes Polystyrol, während PPE für Polyphenylenether steht und vor allem durch seine hohe Wärmeformbeständigkeit, geringe Wasseraufnahme und gute Dimensionsstabilität gekennzeichnet ist. Reines PPE lässt sich vergleichsweise schwierig verarbeiten und wird deshalb häufig mit Polystyrol oder schlagzähem Polystyrol kombiniert. Solche PPE/PS-Blends verbinden die Eigenschaften von PPE mit der besseren Verarbeitbarkeit und Schlagzähigkeit styrolbasierter Kunststoffe. Zu dieser Werkstoffgruppe gehören unter anderem PPE GRAU NORYL® 7310-960, PPE SCHWARZ NORYL® 7310-701, PPE SCHWARZ NORYL® SE1 701, PPE ROT NORYL® SE1 604 und PPE SCHWARZ NORYL® V0 150B 701. Für Anwendungen mit höheren Anforderungen an Steifigkeit und Formbeständigkeit stehen glasfaserverstärkte Varianten wie PPE GV10% SCHWARZ NORYL® GFN1 701, PPE GV20% NAT. NORYL® GFN2 801, PPE GV20% SCHWARZ NORYL® GFN2 701, PPE GV30% NAT NORYL® GFN3 801 und PPE GV30% SCHWARZ NORYL® GFN3 701 zur Verfügung. Ergänzt wird das Sortiment durch flammgeschützte Ausführungen wie PPE GV10% SCHWARZ NORYL® GFN1 SE1 701, PPE GV20% NAT NORYL® GFN2 SE1 801, PPE GV20% SCHWARZ NORYL® GFN2 SE1 701, PPE GV30% NAT NORYL® GFN3 SE1 801 und PPE GV30% SCHWARZ NORYL® GFN3 SE1 701. HIPS ist damit nicht mit NORYL® gleichzusetzen, kann aber als styrolbasierter Werkstoff beziehungsweise Blendpartner eine technische Nähe zu bestimmten PPE-Werkstoffen aufweisen.

HIPS für industrielle Bauteile auswählen

Die Auswahl der geeigneten HIPS-Qualität sollte sich nicht nur am Preis oder an einzelnen Tabellenwerten orientieren. Entscheidend ist das Zusammenspiel aus Bauteilgeometrie, Fertigungsverfahren, Wandstärke, Temperatur, mechanischer Belastung, Medienkontakt und gewünschter Oberfläche.

Martan Plastics unterstützt Unternehmen bei der Auswahl geeigneter Kunststoffe, Halbzeuge und Fertigungsverfahren. Über die Werkstoffübersicht können Sie HIPS mit weiteren Standard-, technischen und Hochleistungskunststoffen vergleichen.

FAQ zu HIPS Kunststoff

Was bedeutet HIPS?

HIPS steht für High Impact Polystyrene. Dabei handelt es sich um ein mit elastomeren Bestandteilen modifiziertes Polystyrol, das eine höhere Schlagzähigkeit als Standard-Polystyrol besitzt.

Ist HIPS ein Thermoplast?

Ja. HIPS ist ein thermoplastischer Kunststoff. Das Material erweicht bei Erwärmung und kann dadurch unter anderem tiefgezogen beziehungsweise thermogeformt werden.

Wofür wird HIPS verwendet?

Typische Anwendungen sind Gerätegehäuse, Maschinenverkleidungen, Displays, Beschilderungen, Verpackungseinsätze, Trays, Innenverkleidungen sowie Modell- und Prototypenteile.

Ist HIPS für den Außenbereich geeignet?

Standard-HIPS ist nur eingeschränkt UV- und witterungsbeständig. Für längerfristige Außenanwendungen sollte eine geeignete UV-stabilisierte Qualität oder ein witterungsbeständigerer Kunststoff gewählt werden.

Ist HIPS lebensmittelecht?

Nicht jede HIPS-Qualität ist für den Lebensmittelkontakt zugelassen. Entscheidend sind die konkrete Werkstofftype, ihre Konformitätserklärung und die Bedingungen des vorgesehenen Kontakts.

Kann HIPS tiefgezogen werden?

Ja. Die sehr gute Thermoformbarkeit gehört zu den wichtigsten Vorteilen von HIPS. Das Material wird häufig für tiefgezogene Gehäuse, Verkleidungen, Trays und Verpackungsteile eingesetzt.

Was ist besser: HIPS oder ABS?

Das hängt von der Anwendung ab. HIPS ist meist wirtschaftlicher und sehr gut tiefziehbar. ABS bietet gewöhnlich eine höhere mechanische Belastbarkeit und bessere Temperaturbeständigkeit.

Ist HIPS transparent?

HIPS ist aufgrund der enthaltenen Elastomerphasen normalerweise undurchsichtig. Für transparente Bauteile kommen eher Materialien wie PET, PETG, PMMA oder Polycarbonat infrage.

Lässt sich HIPS recyceln?

HIPS ist grundsätzlich thermoplastisch recycelbar. Die tatsächliche Wiederverwertung hängt von Sortenreinheit, Verschmutzung, Beschichtungen und vorhandenen Rücknahme- beziehungsweise Recyclingwegen ab.