Der PA-Markt ist im Umbruch. Neue Themen sind in den Fokus gerückt. Die PA-Sparten verschiedener Hersteller haben außerdem den Besitzer gewechselt.

PA ist weiterhin einer der wichtigsten technischen Kunststoffe im Automobilbau und findet dort vielfältigen Einsatz. Das gilt nicht nur für klassische Verbrenner, sondern wird auch volumenmäßig bei Elektroautos der Fall sein.

Polyamid (PA): Elektromobilität und Nachhaltigkeit treiben die Entwicklungen

Messe K-Kunststoffmesse

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Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kunststoff-Aufbereitung

Doppelter Wandel bei Polyamid

Das Langfaser-Thermoplast-Direktpressen bietet sich für die Herstellung von großflächigen Bauteilen für E-Autos. Diese stellen jedoch hohe Anforderungen an das verwendete Material. Zwei speziell für das Verfahren entwickelte Typen erfüllen diese Anforderungen.

Großflächige Bauteile wie der Batteriedeckel im Bild lassen sich sehr gut im Langfaser-Thermoplast-Direktpressen fertigen. Für das Verfahren bieten sich darauf optimierte Materialien wie das PA66 Mobius 555 FR GF50 von Invista an. 

PA66 für flammgeschützte, großflächige LFT-D-Bauteile

Pressen von Kunststoffen

Schneller zu sicheren Batteriegehäusen

Flammschutz wird im E&E-Bereich stark nachgefragt. Lanxess hat dafür ein halogenfreies Additiv für glasfaserverstärkte Kunststoffe entwickelt.

Das Flammschutzmittel wurde primär für den Schutz von Bauteilen im E&E-Bereich entwickelt.

Mit phosphorbasiertem Additiv UL 94 V-0 erreichen

Flammschutzmittel

Additive

Flammschutz für E&E-Compounds

Mit richtigen Materialien bei Elektrofahrzeugen in der Produktion und während der Nutzungsphase CO<sub>2</sub>-Emissionen einsparen.

Der Wechsel vom Verbrennungs- zum Elektromotor bietet nicht nur Herausforderungen, sondern auch Chancen. Aufgrund der veränderten Anforderungen lassen sich an vielen Stellen etwa durch Materialwechsel CO2-Emissionen einsparen.

Mit richtigen Materialien bei Elektrofahrzeugen in der Produktion und während der Nutzungsphase CO2-Emissionen einsparen.

Mit passenden Materialien und Daten den Wandel hin zur Elektromobilität gestalten

Compound

Polypropylen-Compound

Polypropylen

Doppelt nachhaltigere E-Autos

Auch bei Bauteilen aus technischen Kunststoffe sollen die CO2-Emissionen sinken. Ascend hat dafür auf der K 2022 PA mit hohem Recyclinganteil vorgestellt.

Auch im PA-Bereich steigt das Interesse an Rezyklaten. Ascend bietet deshalb künftig Typen mit bis zu 100 % Recyclinganteil an.

Geringerer CO<sub>2</sub>-Fußabdruck

Kunststoff-Rezyklat

Kreislaufwirtschaft

PA mit bis zu 100 % Rezyklatanteil

Für die zunehmend verbreiteten 800-V-Antriebe von E-Autos sind spezielle Kunststoffe notwendig. Eine nachhaltige Möglichkeit stellt etwa biobasierte PPA dar.

Biobasiertes PPA für Wechselrichter von Elektrofahrzeugen

Elektromotoren

Antriebe

Elektronik

Schneller und nachhaltiger laden

Der Wechsel vom Verbrennungs- zum Elektromotor bedeutet für die Kunststoffindustrie einige Unwägbarkeiten. Elektrische Antriebe stellen teilweise gänzlich andere Anforderungen an die Materialien. Welche das konkret sind, kristallisiert sich mit der zunehmenden Verbreitung entsprechender Fahrzeuge immer stärker heraus. Ein Überblick über die wichtigsten Änderungen.

Nicht nur der Motor und die Energiebereitstellung verändern sich beim Übergang von Verbrennungs- auf Elektrofahrzeuge. Auch bei Materialien gilt es, neue Wege zu gehen 

Flammschutz, Wärmebeständigkeit und Kriechstromfestigkeit in Elektrofahrzeugen

Kfz-Elektronik

Kunststoffe

Photonik

Optik

Elektronische Bauelemente

Leistungselektronik

Hochleistungskunststoffe

Antreiber der Elektromobilität

Umfangreiche Produktpalette an Rohstoffen und Additiven.

Nordmann, Rassmann GmbH  

https://www.nrc.de

Distribuenten

Handel

Dienstleistungen

Farbstoffe

Masterbatches

Polystyrol

Schaumstoffe und Vorprodukte

Tenside-Industrie

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

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

Recycling flammgeschützter  Produktionsabfälle

Metallersatz durch Polyamide (PA) senkt das Gewicht und die Kosten von Bauteilen. Zudem haben Entwickler mehr Freiheiten im Design. Eine neue Reihe von PA 6 mit höherer Steifigkeit und Festigkeit bietet sich nicht nur für die Substitution von Metallen an, sondern kann auch PA 66 ersetzen.

Ein 3-Punkt-Biegeversuch zeigte, dass die maximal notwendige Brucharbeit bei den Ultramid-XP-Typen die von vergleichbaren PA-6- und PA-66-Typen übersteigt 

Spezielle Polyamide 6 erreichen die Eigenschaften von Polyamid 66

Automotive

Fahrzeugbau

Metallersatz durch verbesserte Polyamide

Trotz alternativer Mobilitätskonzepte, ist der Wunsch nach einem eigenen Fahrzeug nach wie vor groß. Da hochwertige und nachhaltige Materialien die Kaufentscheidung des Endkunden beeinflussen, kommen im Innenraum von Fahrzeugen neuentwickelte Polymere zum Einsatz.

Auch mit glasfaserverstärkten Kunststoffen lassen sich optisch ansprechende Oberflächen gestalten. Das zeigt beispielsweise das PP SoForm 

Der Wunsch nach ansprechenden Oberflächen und einer höheren Nachhaltigkeit treibt die Materialentwicklungen im Fahrzeuginterieur voran

Standardkunststoffe

Polyethylenterephthalat

Kunststofffasern

Verstärkungsstoffe

Erfolgsfaktor Optik

Erfahrungen aus der Metallbearbeitung lassen sich nicht unbedingt auf Kunststoffe übertragen. Das musste der Hersteller eines gefrästen Kunststoffbauteils schmerzlich erfahren. Mit den üblichen Spanverfahren konnten die notwendigen Toleranzen nicht eingehalten werden. Durch einen eigens entwickelten Prozess gelang die Herstellung aber schließlich.

Das Spanen von Kunststoff kann eine Herausforderung sein. Vor allem, wenn die Ansprüche an die Toleranzen sehr hoch sind, wie bei diesem Teil für einen Pilotenhelm

Schneller und genauer: HSC-Fräsen von technischen Kunststoffen

Fräsen

Spanende Verfahren

Werkstückspanntechnik, spanend

Spanntechnik

Höhere Präzision beim Spanen

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

Beispielanwendung Motorabdeckung in der Automobilindustrie

Faserverbundwerkstoffe

Andere Werkstoffe

Glasfaserverstärkt und halogenfrei flammgeschützt

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.

Teilbiobasiertes PPA für Elektrofahrzeuge

RadiciGroup schließt 2020 trotz der Pandemie mit gutem Ergebnis ab, auch dank Investitionen in Innovation und Nachhaltigkeit.

Maurizio, Angelo e Paolo Radici – Shareholder der RadiciGroup

Gewebe, technisch

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

RadiciGroup kommt gut durch die Pandemie

Halogenidfrei flammgeschützt und farbstabil

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.

PA neigen in der Regel zu starken Farbschwankungen beziehungsweise Vergilbungen bei Wärmealterung. Das ist bei Hochvoltkomponenten in E-Autos jedoch ein Problem. Sie sind häufig deutlichen Temperaturschwankungen ausgesetzt. Die vorgestellte Type soll hingegen über die für diesen Bereich notwendige mechanische Festigkeit und Farbstabilität verfügen. Sie erfüllt BASF zufolge sämtliche Kriterien der Farbstabilität und Wärmealterungsbeständigkeit und ermöglicht so eine lang anhaltende Farbcodierung. Diese ist aufgrund der hohen Spannungen in Elektrofahrzeugen ein sicherheitsrelevantes Kriterium.

Die Farbstabilität konnte laut dem Chemiekonzern nach 1000 h bei bis zu 130 °C im Test bestätigt werden. Neben der Farbkonstanz soll das PA66 auch eine hohe elektrische Isolation (CTI 600) ermöglichen. Durch die Verwendung passender Pigmente und dem gleichzeitigen Verzicht auf halogenidhaltige Flammschutzmitteln trägt das Material außerdem nicht zur Elektrokorrosion bei. „Bei der Entwicklung haben wir besonderen Wert auf den Verzicht auf Halogenide wie Iodid und Bromid gelegt und sorgen dadurch für ein langlebiges Produkt ohne Kontaktkorrosion“, erläuterte Michael Roth von BASF. Bei einem sehr geringen Gesamthalogenidgehalt von &lt; 50 ppm erreicht das PA66 BASF zufolge die Brandschutzklasse UL94 V0 bei 0,4 mm. Das PA66 ist außerdem mit einem speziellen organischen Wärmestabilisationspaket ausgestattet.

BASF SE  

https://www.basf.com

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