Vor allem die Elektromobilität, aber auch viele andere Elektroanwendungen, stellen verschärfte Anforderungen an die elektrischen Eigenschaften von Thermoplasten. Das wirft die Frage auf, ob die in diesem Bereich üblicherweise eingesetzten Polymere diese noch erfüllen können.

Wie gut eignen sich Polyamid und Polybutylenterephthalat für Hochvoltanwendungen?

Polybutylenterephthalat

Kunststoff Werkstoffe

Thermoplaste

Elektronik

Elektromobilität

Mobilität

Polyamide

Leistungselektronik

Technische Kunststoffe

Gegen den Strom

Die Umsetzung von Serienanwendungen im Lasersintern wird gegenwärtig noch durch eine unzureichende Materialvielfalt gehemmt. Viele wichtige Konstruktionswerkstoffe aus der traditionellen Kunststoffverarbeitung waren für das Verfahren bisher nur eingeschränkt verfügbar. PA 66 und PBT erweitern das Einsatzgebiet des Lasersinterns erheblich und zeigen in vielen Fällen bessere Eigenschaften als klassische PA-11- und PA-12-Materialien.

Als temperaturbeständiger und flammwidriger Werkstoff mit hohen mechanischen Kennwerten eröffnet PA 66 neue Applikationsmöglichkeiten für das Lasersintern, wie beispielsweise die Anwendung als Sensorhalterung 

Lasersintern mit PA 66 und PBT

Selektives Lasersintern von Kunststoff, Metall, Keramik

Verfahren für die additive Fertigung

Pulverbettverfahren

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

Additive Fertigung

Vom Spritzgießen in den 3D-Druck

Der Werkstoffhersteller Solvay bietet ab sofort eine Serie teilweise biobasierter Polyphthalamid-Compounds (PPA) an. Sie firmieren unter dem Namen Amodel Bios und wurden speziell für Elektro- und Elektronikanwendungen in der Elektromobilität entwickelt. Dem Unternehmen zufolge stammt der erneuerbare Rohstoffanteil aus Quellen, die nicht in Konkurrenz zum Anbau von Lebensmitteln stehen. Das Polymer soll außerdem zu 100 % mit erneuerbarer Energie hergestellt werden.

Compound

Teilbiobasiertes PPA für Elektrofahrzeuge

Alternative Antriebe, autonomes Fahren und der Wunsch nach einer höheren Nachhaltigkeit wirken sich auf das Design von Automobilen aus. Auch der Innenraum der Fahrzeuge erfährt eine deutliche Veränderung. Instrumententafeln verwandeln sich in Entertainment-Einheiten und in Bildschirme für Videokonferenzen.

Das USB-Steckverbindersystem ermöglicht Platzeinsparungen von bis zu 60 %. Das verwendete PBT erlaubt enge Toleranzen unabhängig von den Umgebungsbedingungen.

Kfz-Elektronik

Steckverbinder

Elektromechanik

PBT für USB-Steckverbinder

Der US-amerikanische Compoundeur Teknor Apex hat drei halogenfrei flammgeschützte, glasfaserverstärkte Polyamid-Compounds (PA) mit V-0-Klassifizierung vorgestellt.

Beispielanwendung Motorabdeckung in der Automobilindustrie

Automotive

Faserverbundwerkstoffe

Andere Werkstoffe

Glasfaserverstärkt und halogenfrei flammgeschützt

DSM verkauft seinen Engineering-Polymers-Bereich an Lanxess und den Finanzinvestor Advent. Lanxess bringt außerdem sein PA- und PBT-Geschäft in das Joint Venture ein.

Lanxess lagert seine technische Kunststoffsparte in das Joint Venture aus.

Streifinger, Florian

Wirtschaft

Lanxess und Advent kaufen technische Kunststoffsparte von DSM

Der Fortschritt bei Fügetechnologien wie dem Laserdurchstrahlschweißen, die steigende Nachfrage nach wärmeleitenden Kunststoffen, der Leichtbau und die Elektromobilität gehören in der Material- und Anwendungsentwicklung mit Polyamid zu den großen Trends. Auch bei bei diesem Polymer wächst der Bedarf an nachhaltigeren Werkstoffen. Geschlossene Stoffkreisläufe werden deshalb künftig in der Herstellung von PA 6 und PA 66 eine immer wichtigere Rolle spielen.

Motorradtank aus Durethan BC550Z 900116 DUSXBL: Das unverstärkte und schlagzäh modifizierte PA 6 wird zu zwei Halbschalen spritzgegossen, die durch Heizelementschweißen zum Tank gefügt werden

Polyamid (PA): Produktverbesserungen und Ersatz von PA 66 durch PA-6-Compounds

Hybridtechnik

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Spritzgießen

Vibrationsschweißen

Verbindungstechnik Verfahren

Thermisches Fügeverfahren

Hybridwerkstoffe

Recycling

Umweltmanagement

Laserschweißen

Laserauftragsschweißen

Oberflächentechnik

Laserbearbeitungen

Lasertechnik

Kunststofffasern

Verstärkungsstoffe

Kunststoff-Recycling

Kunststoff-Aufbereitung

Verbesserungen bei Materialien und  der Verarbeitung

Ein Schwerpunkt des K-Messeauftritts von Lanxess sind in diesem Jahr Materialien für die Elektromobilität. Darunter ist etwa ein halogenfrei flammgeschütztes, hydrolysestabilisiertes PBT-Compound mit sehr guten elektrischen Eigenschaften.

Der Demonstrator eines seriennahen Gehäuses für die Batterien von Elektrofahrzeugen ist eines der Highlights am Stand von Lanxess. 

Messe K-Kunststoffmesse

kunststoffe-international.com

kunststoffe.de

Demonstrator für Batteriegehäuse von E-Autos

Die Covid-19-Pandemie hat auch die Kunststofferzeuger hart getroffen. Doch nicht alle Kunststoffe sind gleichermaßen betroffen. Während die häufig in der Automobilindustrie verwendeten technischen Kunststoffe unter dem Einbruch des Fahrzeugabsatzes leiden, profitieren etwa Polyolefine teilweise von der Krise. Und auch wenn die Pandemie gerade alle anderen Themen in den Hintergrund rückt, schreitet dennoch die Entwicklung etwa bei der Kreislaufwirtschaft, Elektromobilität und Digitalisierung weiterhin voran. Über die gegenwärtige Situation und die zukünftige Entwicklung sprach Kunststoffe mit Vertretern der Kunststofferzeuger.

Ein Austausch in Pandemiezeiten: Coronabedingt fand das Kunststoffe-Expertengespräch rein digital statt. Dr. Matthias Scheibitz (oben links), Jürgen Luderer (oben rechts), Dr. Ingo Sartorius (unten links), und Dr. Karlheinz Hausmann (unten rechts) diskutierten dabei über die aktuelle Situation und die zukünftigen Trends bei Kunststoffen

Expertengespräch zu Trends und Herausforderungen bei Werkstoffen

Verpackungsmaterial

Logistik

Polyethylen

Polyvinylchlorid

Standardkunststoffe

Polyethylenterephthalat

Kunststoff-Rezyklat

„Wir teilen den Optimismus von  Wirtschaftsminister Altmaier nicht“

Die Anzahl elektronischer Komponenten in Fahrzeugen nimmt seit Jahren beständig zu. Um sie mit elektrischer Energie zu versorgen, werden häufig hohe Ströme benötigt. Die dabei entstehende Wärme stellt allerdings eine Gefahr für die Komponenten dar und kann zur Beschädigung und zum Ausfall der Bauteile führen. Eine Möglichkeit zur Reduzierung der Temperatur an kritischen Bereichen bieten wärmeleitfähige Kunststoffe. Welche Effekte sich damit erreichen lassen, zeigt das Beispiel einer Vorsicherungsbox für den Golf 8.

Es wird zunehmend enger im Motorraum moderner Fahrzeuge wie beispielsweise des aktuellen Golf 8. Dadurch erhöht sich die Wärmebelastung der verbauten Komponenten

Wärmeleitfähige Kunststoffe helfen bei der Entwärmung von Bordnetzkomponenten

Abkühlung für Fahrzeugelektronik

Die hohe Feuchtigkeitsaufnahme von Polyamiden (PA) führt häufig im Laufe der Nutzungsdauer zu einer erheblichen Verschlechterung der mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften von PA-Bauteilen. Der Kunststoffhersteller Romira hat als Alternative nun ein Hochleistungs-PA mit geringer Feuchtigkeitsaufnahme vorgestellt.

Mit Rotec HPPA bietet Romira ein neues Hochleistungsprodukt für den Metallersatz an.

Alternative zu Metall und vollaromatischen PA

Domo Chemicals investiert in den Ausbau der Produktionskapazitäten für Technyl-Polyamide in China, um der wachsenden Marktnachfrage gerecht zu werden.

Domo Chemicals wird die Kapazität seiner Produktionsstätte im chinesischen Jiaxing, Provinz Zhejiang, in drei Stufen erweitern.

Kapazitätserweiterung in China

Der Distributor Ultrapolymers bietet ab sofort lasertransparente, schwarz eingefärbte Polybutylenterephthalate (PBT) von Mitsubishi Engineering-Plastics an.

Neue Novaduran PBT- und PBT-Blend-Typen kombinieren gute Lasertransparenz mit hoher Langzeit-Farbstabilität.

Schwarz, lasertransparent und langzeitstabil

Lati hat ein Polyphthalamid (PPA) für den Einsatz in Automobilen, der Elektrotechnik und Elektronik, dem Energiemanagement und der Automatisierung entwickelt.

Das Polyamid 9T entstammt der Laramid-Familie von Lati und wurde für den Einsatz in Automobilen, der Elektrotechnik und Elektronik, dem Energiemanagement und der Automatisierung entwickelt.

PPA für den Dauergebrauch bei 160 °C

Dätwyler hat für die Komponenten von Elektrofahrzeugen elektrisch und thermisch leitfähige und elektromagnetische Interferenzen (EMI) abschirmende Materialien entwickelt.

Beispiel für eine Dichtung in einem Akkupack, die mit wärmeleitendem Elastomer hergestellt wurde

16:9

Batterien

Energiespeicherung

Dichtungen

Maschinenelemente

Mechanische Konstruktionselemente

Wärmemanagement und EMI-Abschirmung

Bei elektrischen Bauteilen können schnell hohe Temperaturen entstehen. Für diese sind übliche selbstverlöschende Compounds oft nicht die beste Lösung. Stattdessen sollten speziell für diesen Anwendungsfall entwickelte Materialtypen verwendet werden.

Viele Komponenten in Stromverteilungssystemen bestehen aus Compounds, die auf robusten und vielseitigen Polymeren basieren. Sehr häufig kommt dafür beispielsweise Polyamid 66 (PA 66) zum Einsatz. Selbstverlöschende Materialien auf Basis von PA weisen im Allgemeinen sehr gute flammhemmende, thermische, chemische und mechanische Eigenschaften auf. Allerdings kann die Intensität des zirkulierenden Stroms in Kombination mit den hohen Temperaturen, die durch Metallkontakte infolge der Joule-Erwärmung erzeugt werden, ernsthafte Probleme für Standard-PA-66-Komponenten oder solchen aus Polybutylenterephthalat (PBT) verursachen.

Das italienische Unternehmen Scame Parre, ein Hersteller von elektrischen Bauteilen für Niederspannungssysteme, bietet Kontakthalter an, die speziell für Hochleistungsstecker und Hochleistungssteckdosen mit 125 A entwickelt wurden. Sie werden beispielsweise in Industrieanlagen, auf Baustellen und in Bergwerken verwendet. Während des Dauerbetriebs erreichen die Temperaturen in diesen Verbindungselementen teilweise 180 bis 190 °C. Diese Temperaturwerte sind so hoch, dass sie Probleme für technische Polymere wie PA und Polyester verursachen können. Ein Zurückgreifen auf Materialien, die speziell für hohe Temperaturen entwickelt wurden wie Keramik oder Duroplaste, wollten die Ingenieure bei Scame vermeiden. Diese Werkstoffe sind nicht nur teuer, sondern auch schwer zu verarbeiten.

Die Entwickler des Unternehmens entschieden sich deshalb für das Material Laramid G/30-V0HF1 des italienischen Kunststofferzeugers Lati Industria Termoplastici. Das Compound auf Basis eines aromatischen PA (PPA) ermöglicht eine kontinuierliche Verwendung bei Temperaturen, die weit über den von PA 66 erreichbaren Temperaturen liegen. Das Compound ist mit 30 % Glasfasern verstärkt, um die Steifigkeit, Festigkeit und Elastizität zu erreichen, die für eine sichere Verwendung unter schwierigen Bedingungen, einschließlich Stürzen und heftigen Stöße, unerlässlich sind.

Selbstverständlich muss der Kontakthalter auch selbstverlöschend sein und ebenfalls dem Kontakt mit Metallteilen standhalten, die durch elektrischen Strom erhitzt sind. Das ist mit Laramid möglich, weil das Material über eine UL94-V0-Bewertung für 0,75 mm Winddicke und einen Glühdraht-Entflammbarkeitsindex (GWFI) von 960 °C für Wanddicken von 1 mm bis 2 mm verfügt. Beides wird durch ein Flammschutzsystem erreicht, das weder auf Halogenen noch rotem Phosphor beruht.

Obwohl es auf einer komplexen Rezeptur basiert, die selbstverlöschende Additive und Glasfasern enthält, kann Laramid herkömmlich verarbeitet werden. Darüber hinaus ist das Ergebnis ästhetisch sehr ansprechend. Das Material ist außerdem für den Einsatz im Bahnsektor gemäß der europäischen Norm EN 45545 vollständig zertifiziert und weist die höchste Bewertung in den Anforderungssätzen R22 und R23 der Norm auf.

LATI Industria Termoplastici Spa  

https://www.lati.com

Ausgabenartikel KU9-21

Das PPA Laramid eignet sich für die Herstellung von Komponenten für elektrische Bauteile wie Kontakthalter, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind

KU 9-21_Lati - Hauptartikel

ausgabe 09/2022

ausgabe 08/2022

ausgabe 07/2022

Über die Zeitschrift

Kontakt

Jobs

Mediadaten

Mein Login

Unsere Abos

Abo Kündigung

Impressum

AGB / Versandbedingungen für Buchbestellungen & Abonnement-Bedingungen für Fachzeitschriften

Datenschutzerklärung der Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG

Datenschutz

Newsübersicht

Technik & Innovation

Personen

Unternehmen & Märkte

Verbände

Meinung

News

Verpackung

Medizintechnik

Elektro/Elektronik

Leichtbau

Anwendungen

Standardthermoplaste

Hochleistungskunststoffe

Elastomere

Duroplaste

Additive/Masterbatches

Biokunststoffe

Verbundwerkstoffe

Werkstoffe

Extrusion

Weitere Verfahren ...

Weitere Verfahren …

Compoundieren

Verbundmaterialien

Peripherie

Simulation

Verarbeitung

Forschung & Entwicklung

Dissertationen

Patente

Zeitschrift Kunststofftechnik

Podcast

K - Kunststoffmesse

K 2022

HANSER Fachbuch

HANSER Literaturverlage

Verlagsbereiche

Kunststoffe international

FORM+Werkzeug

HANSER automotive

QZ Qualität und Zuverlässigkeit

WB Werkstatt + Betrieb

Weitere Fachportale

Verlag

E-Paper

Newsletter

Organschaften

Organschaft

English

Service Menu

twitter

xing

facebook

linkedin

Grundlagen

Produkte

Whitepaper

Download Whitepaper Mettler Toledo 2016

Mediathek

Termine

Karriere

Wer bietet was?

Wer bietet Was?

Onlinearchiv

Online-Archiv

Escales-Preis

Der Zugriff auf diesen Artikel ist beschränkt. Bitte beantworten Sie uns die folgenden Fragen, um Zugriffe zu erhalten.

Sie wollen wissen wie es weitergeht?

FACHARTIKEL_2022, FACHARTIKEL_2021, FACHARTIKEL_2020, FACHARTIKEL_2019, FACHARTIKEL_2018, INTERVIEWARTIKEL_2022, INTERVIEWARTIKEL_2021, INTERVIEWARTIKEL_2020, INTERVIEWARTIKEL_2019

<strong>Sie wollen wissen, wie es weitergeht?<br> Um diesen Inhalt zu lesen, müssen Sie sich bitte <br>anmelden oder im Hanser Kundencenter registrieren.</strong>

Melden Sie sich bitte an

Sie wollen wissen, wie es weitergeht? Dann wählen Sie aus folgenden attraktiven Angeboten das Passende für Sie aus!

Settings