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

Gerade bei hochwertigen Polymeren lohnt sich die Wiederverwendung von Produktionsabfällen. Ein Forschungsprojekt konnte nun Zweifel daran ausräumen, dass Anteile an rezyklierten Kunststoffen von mehr als 25 % die Eigenschaften der Bauteile zu sehr schwächt.

Sicherungsträger müssen flammgeschützt werden. Reiher verwendet für seine Modelle ein mit rotem Phosphor flammgeschütztes, mit 25 % Glasfasern verstärktes PA 66

16:9

Mehr als ein Viertel Polyamid-Produktionsabfälle für das Spritzgießen verwenden

Recycling

Umweltmanagement

Flammschutzmittel

Additive

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

Kunststoff-Recycling

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kunststoff-Aufbereitung

Recycling flammgeschützter  Produktionsabfälle

Umfangreiche Produktpalette an Rohstoffen und Additiven.

Nordmann, Rassmann GmbH  

https://www.nrc.de

Distribuenten

Handel

Dienstleistungen

Farbstoffe

Masterbatches

Polystyrol

Schaumstoffe und Vorprodukte

Tenside-Industrie

Die TER Plastics POLYMER GROUP ist mit dem Vertrieb technischer Kunststoffe, Commodities und eigener Compounds der Marke TEREZ in den Märkten aktiv. Zur Firmengruppe der TER Plastics gehören nunmehr neben der Compound-Tochtergesellschaft TEREZ Performance Polymers auch die Unternehmen TER Plastics Polska, TER Hell Plastics Spain, TER Hell Plastic-PE Distribution, TER Hell-IT und die TER Engineering Plastic Trading, in Suzhou, China sowie eine Vielzahl etablierter Verkaufsbüros in Deutschland, Österreich, der Schweiz, Frankreich, Spanien, Polen, Ungarn, der Tschechischen Republik und der Slowakei.

Ter Hell Plastic GmbH  

https://www.terhell.de

Antistatika

Compound

Kunststoffhandel

Polypropylen

Styrol-Copolymerisate

Treibmittel

Verarbeitungshilfmittel

Weichmacher

Wiederaufbereitung

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

Additive Fertigung

Vom Spritzgießen in den 3D-Druck

Mit Thermoplasten lässt sich die Sicherheit, Leistung und Nachhaltigkeit von E-Autos verbessern. Ansatzpunkte dafür bestehen bei vielen Komponenten wie Batterie Cases, Sammelschienen, Kühlleitungen und Dichtungen. Sehr interessant ist es dabei, wenn Materiallieferanten Unterstützung in Form von CAE- und Spritzgießanalysen bieten können.

Bei den Batterien von Elektrofahrzeugen spielen Thermoplaste eine wichtige Rolle. Sie helfen etwa die Temperatur im optimalen Bereich zu halten für eine lange Lebensdauer und hohe Leistung der Batterien.

Mit den passenden Materialien die Leistung von Elektrofahrzeugen verbessern

Kfz-Elektronik

Elektrisch, umweltfreundlich,  thermoplastisch

Die Bedingungen in Elektrofahrzeugen stellen hohe Anforderungen an die eingesetzten Materialien. Automobilhersteller und Zulieferer müssen daher für Bauteile zu teuren Hochleistungskunststoffen greifen. Es gibt eine kostengünstige Alternative für viele Anwendungen.

Bild 2. Strahlenvernetzen lassen sich sowohl Standardpolymere, als auch technische Kunststoffe und Hochleistungspolymere. Behandelt werden können mit dem Verfahren die in grün hervorgehobenen Polymere.

Hochleistungskunststoffe durch strahlenvernetzte günstigere Polymere ersetzen

Strahlenvernetzung

Hochleistungskunststoffe

Elektronenbooster für Elektrofahrzeuge

Bei dem Bauteil handelt es sich um eine hybride Kunststoff-Metall-Konstruktion, die dem Kunststofferzeuger zufolge über die herkömmliche quadratische oder rechteckige Struktur von Frontend-Trägern hinausgeht.

Der Frontend-Träger für Fahrzeuge des chinesischen Herstellers Geely wird künftig aus einem PA 6 von Lanxess gefertigt.

Lanxess-PA für Frontend-Träger von Geely

Die meiste Energie bei einem Unfall wird von Metallteilen in den Fahrzeugen absorbiert. Bei der S-Klasse von Mercedes-Benz wurde nun erstmals ein zusätzlicher Crash-Absorber aus Polyamid (PA) im Frontend verbaut.

Für das Sicherheitskonzept im Frontend der aktuellen S-Klasse setzt Mercedes-Benz unter anderem auf einen Crash-Absorber aus Polyamid. 

Crash-Absorber aus Polyamid für den Frontendträger der S-Klasse von Mercedes-Benz

Kfz-Sicherheit, passiv

Kfz-Systeme

Kraftfahrzeugtechnik

Unfallschutz mit Kunststoff

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

Für Elektrofahrzeuge hat BASF ein flammgeschütztes Polyamid 66 (PA66) mit hoher Farbstabilität vorgestellt. Das Ultramid A3U44G6 DC OR genannte Material ist mit 30 % Glasfasern verstärkt.

In Tests konnte das PA66 seine Farbstabilität auch bei Wärmealterung unter Beweis stellen. Ein wichtiges Kriterium für Hochvoltbauteile in Elektrofahrzeugen.

Halogenidfrei flammgeschützt und farbstabil

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

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

Kunststoffabfälle im Meer prägen seit einigen Jahren das negative Image der Branche. Verschiedene Initiativen und Zusammenschlüsse von Firmen haben deshalb Projekte ins Leben gerufen, um diesen Ocean-bound Plastics (OBP) Herr zu werden.

Flaschensammeln für Compounds: In Haiti hat das Unternehmen Lavergne ein Recyclingprojekt ins Leben gerufen, bei dem PET-Flaschen gesammelt, recycelt und anschließend zu Kunststoffcompounds verarbeitet werden

Flammschutz für Compounds aus recycelten Ocean-bound Plastics

Kunststoffe

Photonik

Optik

Polyethylenterephthalat

Vom Meer in die Elektronik

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

Automotive

Abkühlung für Fahrzeugelektronik

Flammschutz halogenfrei und ohne roten Phosphor

Elektrische Geräte und elektronische Bauteile müssen häufig strenge Anforderungen an den Flammschutz erfüllen. Dabei dürfen im Brandfall keine für Menschen giftigen Gase austreten und auch an der Bausubstanz sollten durch die verwendeten Additive keine Folgeschäden entstehen. Für Leistungsschutzschalter hat der Compoundeur Sax Polymers ein entsprechendes Compound entwickelt, das ohne den Einsatz von Halogenen und rotem Phosphor auskommt.

Für die Produktentwicklung im Bereich der Leistungsschutzschalter der Doepke Schaltgeräte GmbH war ein passendes Flammschutzsystem oberste Priorität. Hintergrund davon ist, dass Personen im Brandfall meistens nicht durch das Feuer, sondern die freigesetzten Brandgase sterben. Zudem können bei bekannten Flammschutzsystemen nach der Brandbekämpfung etwa durch Korrosion Folgeschäden in der Baustruktur auftreten. Das genutzte Compound darf im Ernstfall deshalb keine giftigen und korrosiven Gase freisetzen.

Außerdem sollte das Material weitere technische Herausforderungen erfüllen, wie eine sehr gute Langzeitwärmeformbeständigkeit (RTI von 140 °C) bei gleichzeitig hoher Steifigkeit (Glasfaserverstärkung von 25 %) und sehr guten isolierenden Eigenschaften (Kriechstromfestigkeit Klasse 0). Auch Designfreiheit und die Farbgebung für elektrische Baugruppen war eine Anforderung an den Werkstoff.

Im Rahmen einer Diplomarbeit an der Fachhochschule Fresenius entwickelte Sax Polymers dafür ein spezielles Kunststoffcompound. Während der Entwicklungen wurden verschiedene Flammschutzsysteme in unterschiedlichen Dosierungen mit diversen Synergisten getestet. Am Schluss der intensiven Testreihen konnte eine Auswahl an Flammschutzsystemen selektiert werden, die alle Anforderungen erfüllte. Speziell Cyanurate sowie Organo-Phosphinate leisteten dabei einen wesentlichen Beitrag.

Am Ende dieser partnerschaftlichen Materialentwicklung stand das Compound Saxamid 226F5RY01, ein Polyamid 66 (PA 66) mit 25 % Glasfaserverstärkung. Das eingesetzte Flammschutzsystem kommt ohne den Einsatz von Halogenen und rotem Phosphor aus. Das Material kommt mittlerweile für Bauteile von modernen Ladestationen verschiedener Automobilhersteller zum Einsatz. Das Compound lässt sich sehr gut auf den Anlagen von Doepke verarbeiten und verfügt über eine hohe Prozessstabilität. Das sorgt für eine effektive und nahezu unterbrechungsfreie Produktion und reduziert gleichzeitig Ausschusszahlen und Wartungsarbeiten an den Anlagen.

SAX Polymers Industrie GmbH  

https://www.saxpolymers.com

Ausgabenartikel KU9-21

Elektrische Bauteile wie Leistungsschutzschalter müssen über einen ausreichenden Flammschutz verfügen. Doepke Schaltgeräte setzt dafür auf ein flammgeschütztes Polyamid von  Sax Polymers 

Sax Polymers - Hauptartikel

Sax Polymers ist auf die Herstellung, Aufbereitung und Einfärbung von technischen Kunststoffen spezialisiert. Das ISO 9001 zertifizierte Unternehmen mit Produktionsstätten in Wien und in Oberriet in der Schweiz bietet neben Standardpolymeren und Masterbatches auch kundenspezifische technische Kunststofflösungen. Der Einsatz moderner Doppelschneckenextruder ermöglicht es, sämtliche technische Polymere zu hochqualitativen Compounds zu verarbeiten. Im Technikum des Unternehmens können aufwendige Werkstoffanalysen und Qualitätskontrollen durchführt werden. Sax Polymers ist Teil der Hromatka Gruppe.

ausgabe 06/2022

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