Gemeinsam mit der Vinylit Fassaden GmbH, Kassel, haben die Unternehmen der Rowa Group Holding, Pinneberg, das witterungsbeständige und leichte Kunststoffsystem vinyTop für Außenfassaden entwickelt. Die äußeren Deckschichten der Profile werden aus dem matten Material Rotec ASA E 310/11 extrudiert. Dadurch soll sich die Witterungsbeständigkeit von Polyvinylchlorid (PVC) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) verbessern. Eine dünne Co-extrudierte Schicht des Materials schützt die Bauteile vor UV-Strahlung und erhöht die Lebensdauer der Paneele. Eingefärbt wird die Deckschicht mit licht- und wetterechten Farbmasterbatchs. Dies soll der Fassade einen edlen, naturnahen Charakter verleihen und damit die Holzoptik zur Geltung bringen. In Kombination mit der co-extrudierten Schicht aus Rotec ASA E 310/11 verbessert dies außerdem die Beständigkeit bei allen Wetterlagen. Das Trägersystem ist mit einer Rowasol Flüssigfarbe eingefärbt, die speziell auf den Einsatz mit Hart-PVC abgestimmt ist. Die dispergierten Farbmittel werden gleichmäßig im Material verteilt und ermöglichen so eine homogene Einfärbung der Profile bei einer geringen Dosierung von unter 1%. 

Witterungsbeständig und leicht 

Hochleistungskunststoffe

Polyvinylchlorid

Kunststoffsystem vinyTop für Außenfassaden 

Für die elektrischen Wastegate-Steller der Mahle GmbH, Stuttgart, kommen Führungsbuchsen aus der Polyimid-Spritzgießtype Vespel TP der DuPont International Operations Sàrl, Le Grand Saconnex/Schweiz, zum Einsatz. Die Wastegate-Steller steuern die Abgasmasse, die zur Ladedruckregelung an einem Turbolader im Motor vorbeigeführt wird. Der Kunststoff ermöglicht leichtgängige und präzise Führung der zugehörigen Schubstange über die Motor-Lebensdauer. Ungeschmiert und unter Einwirkung hoher Temperaturen sowie aggressiver, in Motorabgasen enthaltener Substanzen läuft diese nahezu verschleißfrei bei minimierter Reibung. 

Führungsbuchse im Turbolader aus Polyimid Vespel TP 

Polyimid

Hochleistung am Rande des Motors 

Die Neu- und Weiterentwicklungen bei technischen Kunststoffen leiten Fortschritte bei den klassischen Abnehmern ein und helfen den verschiedensten Anwendungsbranchen, ihre hochgesteckten Ziele oder gesetzliche Ansprüche zu erreichen. Hochleistungskunststoffe punkten hingegen in Bereichen mit extremen Anforderungen. 

Technische und Hochleistungskunststoffe werden immer weiter spezialisiert 

Kunststoff Werkstoffe

Polyacrylate

Polyamide

Polycarbonat

Polyetherketon

Styrol-Copolymerisate

Verbände, Institutionen, Messen

Den Kunden dicht auf den Fersen 

Thermoplastische Hochleistungspolymere der Victrex Europa GmbH, Hofheim, können bei extremen Bedingungen eingesetzt werden. Für die Bedürfnisse der Öl- und Gasindustrie wurden neue thermoplastische Hochleistungspolymere für den Einsatz bei Temperaturen von -196 bis 200 °C entwickelt, die in Dichtungssystemen zum Einsatz kommen sollen. Mit Victrex OGS 125 wird ein Polyetheretherketon (PEEK) angeboten, das speziell für das Formpressverfahren entwickelt wurde, um große Dichtungen zu fertigen. 

Victrex 

Thermoplaste

Folien

Werkstoffe für Extrembedingungen 

Fortschrittliche Materialien, Herstellungsverfahren oder Komplettangebote öffnen die Tür zu höherer Leistungsfähigkeit und erweiterten Einsatzmöglichkeiten für PAEK. Auf die Anwendungsebene in der Automobil-, Luftfahrt-, Elektronik-, Energie- und Medizinindustrie übertragen, bedeutet das mehr Produktivität, Leistung und Zuverlässigkeit, außerdem Kosteneffizienz und den Ersatz bislang genutzter Metalle. 

Neue Werkstoffe und Technologien bringen Polyaryletherketone in Bewegung 

Polyaryletherketone (PAEK) 

Auf der diesjährigen Mido (25. – 27. Februar) in Mailand präsentiert Evonik ein neues Verfahren zur Herstellung von Brillengestellen. Implex basiert auf dem transparenten Hochleistungskunststoff Trogamid  und ermöglicht laut eigener Aussage mehr Designfreiheit für Brillenhersteller. 

Mehr Designfreiheit bei Brillen 

Spritzgießen

Polyamid Trogamid CX9704 und CX9711 

Die Evonik Resource Efficiency GmbH, Essen, hat mit dem Polyetheretherketon (PEEK) Vestakeep ein Pulver entwickelt, das den Verschleiß von Komponenten in industriellen Anwendungen verringert. Die PEEK-Pulver eignen sich für Anwendungen mit sehr hohen mechanischen, thermischen und chemischen Anforderungen. Das Beschichtungsmaterial hält laut Hersteller Dauergebrauchstemperaturen von bis zu 250° C stand und weise darüber hinaus gute Abrieb- und Chemikalienbeständigkeit auf. 

Weniger Verschleiß in Industriekomponenten 

Beschichtungsmassen

Gleitmittel für Kunststoff

Oberflächentechnik

PEEK-Pulver Vestakeep 

Mit den zwei Hochleistungspolyamiden (PA) Omnix LF-4050 und Omnix LF-4060 mit 50 bzw. 60 % Langglasfaserverstärkung erweitert die Solvay SE , Brüssel/Belgien, ihr Portfolio. Die Materialien eignen sich laut Hersteller für den Metallersatz in Anwendungen unter Dauerbelastung. Die Polyamide dieser Serien sollen dort eingesetzt werden, wo Wärmebeständigkeit und Hydrolysestabilität von PA66 nicht mehr ausreichend sind. Die LFT-Materialien bilden laut Hersteller ein dreidimensionales Gerüst aus verschlungenen Langfasern im fertigen Spritzgießbauteil aus.

Für Dauerbelastung und Metallersatz 

Compound

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Faserverarbeitung

Fasern

Langglasfaserverstärkte Omnix PA-Typen 

In Asien ist er bereits ein großer Marktteilnehmer, in Europa möchte es der Kunststofferzeuger und Compoundeur Asahi Kasei nun werden. Dafür investiert das japanische Unternehmen vor allem in Deutschland. Über die Marktstrategie, den Einfluss der Automobilindustrie sowie hiesige Potenziale für Asien sprach Kunststoffe mit dem Europa-Geschäftsführer Engineering Plastics Taku Ishida und dem technischen Leiter Yasuhisa Ichihashi. 

Interview mit Taku Ishida und Yasuhisa Ichihashi von Asahi Kasei 

Compoundieren

Compoundeure

Strategie und Organisation

Spagat nach Übersee 

Alle paar Minuten zwängt sich die fahrerlose Hochbahn durch das Häusermeer Kuala Lumpurs. An der engsten Stelle verlaufen die Schienen weniger als drei Meter von einem Wohngebäude und einem Hotel. Um die Anwohner vor Lärm und unerwünschten Blicken zu schützen, umhüllt seit kurzem ein Lufttunnel aus ETFE-Folienkissen diesen Streckenabschnitt.  

Lufttunnel aus ETFE-Folienkissen 

Technik Trend

kunststoffe.de

Schutz vor Lärm und unerwünschten Blicken  

Wegen seiner hohen Schmelzeviskosität und einem Schmelzpunkt von über 327 °C ist Polytetrafluorethylen nicht nach den für Thermoplaste üblichen Verfahren verarbeitbar. Entsprechende Modifizierung macht den Hochleistungskunststoff jedoch aus der Schmelze formbar und ermöglicht damit wirtschaftliche Großserienfertigung. Dies wird anhand zweier Dichtungsanwendungen genauer vorgestellt. 

Hochleistungskunststoffe anwendungsspezifisch modifizieren und thermoplastisch verarbeiten 

Dichtungen

Fluorkunststoffe

Champions League der Eigenschaften 

Zum fünften Mal veranstaltete die Ter Plastics Polymer Group das Polymer Forum, das sich immer mehr zum Branchentreff entwickelt. In erstmals zwei parallelen Sessions wurde über Hochleistungskunststoffe anhand aktueller und herausfordernder Anwendungen diskutiert. Dabei ging es besonders um Neuheiten und Trends bei Polyphthalamid (PPA), Polyphenylensulfid (PPS) und Polyamid (PA) 66. 

Fortschrittliche Struktur- und Temperaturanwendungen im Mittelpunkt des Polymer Forums 

Polymermoleküle werden smart 

Der schwedische Compounder Polykemi AB , Ystad/Schweden, setzt den Ausbau seiner Polyamid-Produktpalette mit der Reihe Scanrex fort. Dahinter verbergen sich zwei Polyphthalamid (PPA)-Compounds mit 30 % und 50 % Glasfasern . Diese Qualitäten sollen laut Hersteller von Designern und Ingenieuren geschätzt werden, die Metalle durch Kunststoffe ersetzen möchten.

Schritt in Richtung Hochleistungskunststoffe 

Glasfasern / -matten

Polyphthalamid (PPA)-Compounds Scanrex 

Die Solvay Specialty Polymers stellt in Partnerschaft mit Husky Injection Molding Systems die Hochbarrierepolyester (HBP) Verian vor. Diese Produktlinie von Hochleistungspolymeren soll recycelbar sein und neue Verpackungen für Flaschen und Folien aus Polyethylenterphthalat (PET) ermöglichen, so die Entwicklungspartner. Das Polymer erweitert Solvay’s Portfolio von Spezialpolymeren für Barriereverpackungen.

Solvay und Husky entwickeln Preforms 

Simulation Verpackung

Polyethylenterephthalat

Verpackungsmaschinen

Verpackungsmaterial

Recycelbare Barrierepolyester Verian HBP 

Nach dem Feuerwerk an Polymerrezepturen im letzten Jahr lohnt sich zur Fakuma ein Blick auf Details wie Funktionsadditive oder anwendungsspezifische Modifikationen. Insgesamt beflügelt immer noch der Leichtbau, aber auch definierte Oberflächenqualitäten sind gefragt. Die angekündigten Neuheiten folgen nicht nur aktuellen Konsumtrends, sondern bieten auch Anregungen für fortschrittliche Produkt- und Verfahrensentwicklungen. 

Funktionale Modifizierungen prägen Additive und Compounds 

Polypropylen

Additive

Farbstoffe

Pigmente

Füllstoffe für Kunststoffe

Additive Fertigung

Medizintechnik

Distribuenten

Mit Polymeren ist überall zu rechnen 

Definition, Eigenschaften und Anwendungen

Polyimide gehören zur Werkstoffklasse der Hochleistungskunststoffe und finden unter anderem in der Luft- und Raumfahrt Anwendung.

Polyimide (PI) gehören zur Werkstoffklasse der Hochleistungskunststoffe. Sie zeichnen sich durch hohe Dauereinsatztemperaturen, eine geringe Wärmeausdehnung und hohe Witterungsbeständigkeit aus. Sie finden unter anderem in der Luft- und Raumfahrt Anwendung.

Polyimide (PI) sind die ältesten und bekanntesten Hochleistungskunststoffe. Sie gelten als sehr effektive elektrische Isolatoren und inhärent flammhemmend. Dieses interessante und einzigartige Eigenschaftsprofil macht Polyimide zur idealen Wahl in hochtechnologischen Anwendungen. Dazu zählen zum Beispiel die Luft- und Raumfahrt, die Elektronikindustrie und der Maschinenbau. Der folgende Grundlagenartikel beschäftigt sich jedoch nicht nur mit den Eigenschaften und Anwendungen von PI, sondern wirft sowohl einen Blick in die Geschichte als auch die Zukunft des Werkstoffs.

Polyimide gehören zur Gruppe der Hochleistungskunststoffe, deren wichtigstes Strukturmerkmal die Imidgruppe ist. Sie lassen sich durch Kondensations-, Additions- und in Einzelfällen auch durch Kettenpolymerisation herstellen. Sie enthalten N-haltige Ringsysteme und sind je nach Aufbau linear oder vernetzt, amorph und polar.

Das weltweit erste, technisch verwertbare Polyimid stellten W. M. Edwards und I. M. Robertson in Amerika bei DuPont vor, das 1955 patentiert wurde. Zur gleichen Zeit nahm DuPont die Produktion dieses neuen Kunststoffs auf, der unter dem Markennamen Vespel auf den Markt kam. Später kam für Polyimidfolien von DuPont der Markenname Kapton hinzu. Evonik vertreibt zudem die PI-Faser unter dem Namen P84.

Eigenschaften des Kunststoffs PI – Vor- und Nachteile

Polyimide sind honigbraun durchgefärbt und sowohl thermisch als auch mechanisch dauerhaft belastbar. Die Temperaturfestigkeit wird durch aromatische Baugruppen erreicht. Polyimide sind frei von Weichmachern und ausgasungsarm, nicht brennbar und gegenüber vielen Chemikalien (zum Beispiel verdünnte Säuren, organische Lösemittel, Treibstoffe, Fette und Öle) beständig. Nicht beständig erweisen sie sich gegenüber konzentrierten Säuren, Basen und Aminen, Heißwasser und Wasserdampf.

Werkteile aus dem Kunststoff PI sind außerordentlich dimensionsstabil und verschleißfest. Im Gegensatz zu vielen anderen Polymeren zeichnen sich Polyimide durch hohe Langzeit-Resistenz sowohl gegenüber UV- als auch radioaktiver Strahlung aus.

Weitere Vorteile von Polyimiden: Sie besitzen gute, zum Teil sehr gute elektrische Isoliereigenschaften. So beträgt beispielsweise die Kriechstromfestigkeit (CTI) von Polyimid 150.

PI-Kunststoffe besitzen zudem hohe Festigkeit und sehr hohe Steifigkeit. Über 150 °C sind sie sogar fester als Aluminiumlegierungen. Sie zeigen unverstärkt geringe Kerbschlagzähigkeit und gutes Verschleiß- und Gleitverhalten.

Ein Nachteil von Polyimid ist die vergleichsweise hohe Wasseraufnahmefähigkeit von bis zu 5 %.

Ursprünglich ließen sich Polyimide nur nach den Methoden der Pulversintertechnik formen. Inzwischen gibt es sowohl Formmassen, die thermoplastisch verarbeitbar sind, als auch solche, die unter Vernetzung geformt werden müssen. Damit sind sämtliche Ver- und Bearbeitungsverfahren auch für PI-Kunststoffe zugänglich.

Polyimid kann bei Temperaturen von bis zu 250 °C eingesetzt werden. Der Kunststoff hat keinen sichtbaren Schmelzpunkt und keine Glasübergangstemperatur. Das macht das Material sehr formbeständig.

Polyimid hat zudem den Vorteil, dass sich bis zu einer Dicke von maximal 1 mm auf der µm-Skala mit einem Laser genau schneiden lässt. Indem das Material kontaktlos und kraftfrei gelasert wird, reißt es nicht heraus.

Obwohl Polyimide sehr gute elektrische Isoliereigenschaften besitzen, sind sie nicht für den Einsatz im HF-Gebiet geeignet. Das heißt jedoch nicht, dass uns die Werkstoffe im Berufsleben und Alltag nicht begegnen, wie folgende Tabelle zeigt:

<tr><td>Einsatzbereich</td><td>Anwendungsbeispiel</td></tr><tr><td>Maschinen- und Fahrzeugbau</td><td>Kolbenringe, Ventilsitze, Rollen, Lager-, Gleit- und Führungselemente, Bremsbeläge, Vergasergehäuse</td></tr><tr><td>Elektrotechnik</td><td>Isolierfolie, elektronische Verbindungselemente, Spulenkörper, Kabel- und Drahtummantelungen, Basismaterial für Leiterplatten</td></tr><tr><td>Luft- und Raumfahrt</td><td>Strahltriebwerks- und Kompressor-Teile, Dichtungen, Laufräder für Flugzeuge,Flugzeugteile (Sandwichkonstruktionen mit Titanlegierungen), Isolierungen der Raumfahrzeuge und Astronauten-Raumanzüge gegen Strahlungs-, Wärme- bzw. Kälteeinwirkung, Radome</td></tr><tr><td>Sonstiges</td><td>Formteile für Büromaschinen, Rechner, Mikrowellenherde, Fasern für feuerfeste Schutzanzüge</td></tr>

Ausblick: Zukunftsperspektiven für Polyimide

Die Polyimide, die zunächst überwiegend in der Luft- und Raumfahrt sowie der Wehrtechnik Verwendung fanden, sind seit Anfang der 1970er Jahre wegen ihres inzwischen stark gesunkenen Preises auch der allgemeinen Technik zugänglich. Die Polyimide stehen heute unter den am Markt befindlichen Hochleistungspolymeren an erster Stelle.

Und die Zukunft der Polyimide? Die sieht gar nicht so schlecht aus. So müssen beispielsweise Fahrzeuge und andere Anwendungen immer leichter werden. Das gilt besonders in der Automobil- und der Luftfahrtindustrie. Gleichzeitig werden mehr Leistung und eine hohe Zuverlässigkeit gefordert. Hochleistungskunststoffe wie Polyimide können hier oft bessere Ergebnisse erzielen als Stahl und Aluminium. Außerdem kann bei Bauteilen aus PI eine längere Lebensdauer beobachtet werden. Das spart weitere Kosten.

Kaiser Wolfgang: Kunststoffchemie für Ingenieure – Von der Synthese zur Anwendung. 4. Auflage, ISBN 978–3–446–44638–0, Carl Hanser Verlage, München (2016)

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Polyimide (PI) - Eigenschaften Verarbeitung u Anwendung

Kunststoff PI | Definition ✓ Einsatzbereiche und Anwendungen ✓ Vor- & Nachteile ✓ PI beim Laserschneiden ► Jetzt alles darüber erfahren!

Polyimide (PI) | Kunststoffverabeitung Basics

Mit den sogenannten Hochleistungskunststoffen konnte die große Palette der Kunststoffe um eine Einheit erweitert werden. Ihr Marktanteil liegt allerdings bisher bei rund 1 %. Es handelt sich vorwiegend um Thermoplaste mit hoher Wärmeformbeständigkeit. Das sorgt für gute Festigkeitseigenschaften über etwa 150 °C oder durch besondere Ordnungsstrukturen hervorgerufene, für Kunststoffe unerwartet hohe Grundfestigkeiten. Zu den Hochleistungskunststoffen zählen neben den Polyimiden (PI) auch Polyetherketon (PEK), Polyetheretherketon (PEEK), Fluorpolymere (FP) und Polyethersulfon (PES).

Polyimide (PI)

ausgabe 09/2023

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