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

Das Automobil der Zukunft soll möglichst wenig CO2 freisetzen, effizient und automatisiert fahren und von möglichst vielen Menschen genutzt werden können. Das stellt an Kunststoffe und deren Verarbeitungsverfahren unterschiedliche Anforderungen. Sie reichen vom Leichtbau für Karosserie und Antriebsstrang über einen angenehmen Innenraum bis hin zu Beleuchtung oder Sensorik.

Der neue vollelektrische Audi e-tron besitzt einen fast komplett verschlossenen Unterboden aus leichtem LWRT-Werkstoff (Low Weight Reinforced Thermoplastics), der dadurch den elektrischen Verbrauch reduziert

16:9

E-Mobilität, autonomes Fahren, Carsharing und die Folgen für die Kunststoffbranche

Glasfasern / -matten

Verstärkungsstoffe

Leichtbau

Polyethylenterephthalat

Faserverbundwerkstoffe

Andere Werkstoffe

Hochleistungskunststoffe

Alles auf Elektro?

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

Automotive

Polyethylen

Streifinger, Florian

Kunststoff-Aufbereitung

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Recycling

Umweltmanagement

Polyvinylchlorid

Standardkunststoffe

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

Kunststoff-Recycling

Kunststoff-Rezyklat

„Wir teilen den Optimismus von  Wirtschaftsminister Altmaier nicht“

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

Lanxess überführt seinen Geschäftsbereich High Performance Materials in eine eigenständige rechtliche Gesellschaftsstruktur.

Die Kunststoffe des Geschäftsbereichs High Performance Materials kommen vor allem in der Automobil- sowie der Elektro- und Elektronikindustrie zum Einsatz

Kunststoff-Erzeugung

Herstellung von Gummi und Kunststoffwaren

Kunststoffverarbeitung

Lanxess-Geschäftsbereich wird rechtlich eigenständig

Profile aus Hart-PVC haben viele Vorteile: Sie sind gut extrudierbar, preiswert und verfügen bei geeigneter Additivierung über eine hohe UV-Beständigkeit. Bei den erforderlichen mechanischen und thermischen Eigenschaften stößt PVC jedoch gelegentlich an seine Grenzen. Umgehen lassen sich diese Schwächen durch Coextrusion mit einem PBT-Blend.

Reichen die Eigenschaften von reinen PVC-Rohren nicht mehr aus, bieten sich mit PBT coextrudierte Varianten an. Bei ihnen fallen etwa die thermische Ausdehnung und der Nachschrumpf bei Erhitzung geringer aus.

Coextrusion von PVC mit modifiziertem PBT-Blend verbessert die Mechanik von Profilen

Extrusion

Rohr- und Profilextrusion

Die Grenzen von PVC erweitern

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

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

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

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

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

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.

Farbstoffe

Additive

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

Lanxess und Advent kaufen technische Kunststoffsparte von DSM

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.

DSM verkauft seinen Engineering-Polymers-Bereich an Lanxess und den Finanzinvestor Advent. Die beiden Unternehmen gründen dafür ein Joint Venture in das Lanxess außerdem sein PA- und PBT-Geschäft einbringt.

Lanxess und der Finanzinvestor Advent übernehmen für 3,7 Milliarden Euro das Geschäft mit technischen Kunststoffen von DSM. Das gaben die beiden Unternehmen in einer Pressemeldung bekannt. Der Geschäftsbereich soll in ein gemeinschaftliches Joint Venture überführt werden. In dieses wird Lanxess ebenfalls seine Sparte für technische Kunststoffe, den Geschäftsbereich High Performance Materials, ausgliedern.

Die Summe für den Kauf soll durch das Joint Venture via Eigenkapital von Advent und Schulden bezahlt werden. Den Unternehmen zufolge wird Advent mindestens 60 % des Joint Ventures halten. Die restlichen Anteile gehen an Lanxess. Der Kunststoffhersteller erhält außerdem eine erste Zahlung von mindestens 1,1 Milliarden Euro. Lanxess hat außerdem die Möglichkeit seinen Anteil an dem Joint Venture nach drei Jahren zu der gegenwärtigen wirtschaftlichen Bewertung an Advent zu verkaufen. Die Transaktion unterliegt noch der Zustimmung der Behörden. Der Vollzug wird in der ersten Jahreshälfte 2023 erwartet.

Lanxess möchte eigenen Angaben zufolge durch die Transaktion sein Produktangebot schärfen. Der Erlös aus dem Geschäft soll zur Zurückzahlung von Schulden und für einen Aktienrückkauf in Höhe von bis zu 300 Millionen Euro verwendet werden. „Lanxess wird durch die Transaktion noch einmal deutlich weniger abhängig von Konjunkturschwankungen. Darüber hinaus stärken wir durch die Erlöse unsere Bilanz und gewinnen neuen Spielraum für die Weiterentwicklung unseres Konzerns. Wir schmieden mit dem neuen Gemeinschaftsunternehmen einen weltweit starken Akteur im Bereich der Hochleistungspolymere. Die Portfolios, die Wertschöpfungsketten und die globale Aufstellung beider Bereiche ergänzen sich hervorragend“, erklärte Matthias Zachert, CEO von Lanxess, zu dem Geschäft.

Das Engineering-Materials-Produktangebot von DSM umfasst Polyamid 6 und 66 (PA6 und PA66) sowie Spezialkunststoffe wie PA46, PA410 und Polyphenylensulfid (PPS). Die Polymere kommen unter anderem im E&E-Bereich und für Konsumgüter zum Einsatz. Für die Sparte arbeiten weltweit rund 2.100 Mitarbeiter an acht Produktions- und sieben Forschungsstandorten, hauptsächlich in Europa, den USA und in Asien. Die technische Kunststoffsparte von Lanxess produziert PA6, Polybutylenterephthalat (PBT) sowie thermoplastische Faserverbundwerkstoffen. Für den Bereich arbeiten weltweit etwa 1.900 Mitarbeiter an zehn Produktions- und sieben Forschungsstandorten. Der wichtigste Standort befindet sich im belgischen Antwerpen. Dort wird nicht nur PA6 hergestellt, sondern das Unternehmen produziert dort auch das PA-Vorprodukt Caprolactam und die Glasfasern für die Verstärkung.

LANXESS Deutschland GmbH  

Lanxess lagert seine technische Kunststoffsparte in das Joint Venture aus.

2022-06-01 Lanxess

Wirtschaft

ausgabe 06/2022

ausgabe 05/2022

ausgabe 04/2022

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