Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

Lanxess: Hochtemperaturstabilisierung von Polyamid

Das Polyamid 6 Durethan BKV 30 XTS1 übersteht wie andere kommende Vertreter der XTS1-Reihe Dauergebrauchstempe-raturen von bis zu 200 °C. Die Produkte der XTS2-Reihe wer-den sogar bis zu 230 °C dauerbeständig sein. Foto: Lanxess AG

Das Polyamid 6 Durethan BKV 30 XTS1 übersteht wie andere kommende Vertreter der XTS1-Reihe Dauergebrauchstemperaturen von bis zu 200 °C. Die Produkte der XTS2-Reihe sollen sogar bis zu 230 °C dauerbeständig sein. Foto: Lanxess AG

Mit XTS1 und XTS2 (Xtreme Temperature Stabilization) führt Lanxess zwei neue Hightech-Systeme zur Hitzestabilisierung der Polyamid-Familie Durethan ein. Ihr Clou: Sie erhöhen die Dauergebrauchstemperaturen dieser Hochleistungsthermoplaste um 60 °C und mehr. „Wir reagieren damit auf die stark steigende thermische Belastung von Kunststoffteilen unter der Motorhaube, die ihre Hauptursache im Trend zu Verbrennungsmotoren mit höheren Wirkungsgraden und dadurch verringerten Kraftstoffverbräuchen und CO2-Emissionen hat“, erklärte Dr. Detlev Joachimi, Leiter der Produktentwicklung Durethan in der Business Unit High Performance Materials. Erste Materialvariante der XTS1-Reihe ist das Polyamid 6 Durethan BKV 30 XTS1, das wie andere kommende Vertreter dieser Reihe Dauergebrauchstemperaturen von bis zu 200 °C übersteht. Denkbare Anwendungen des Werkstoffs im Motorraum sind u. a. Ladeluft- und Ansaugrohre sowie hitzebelastete Motoranbauteile. „Die Produkte der XTS2-Reihe werden sogar bis zu 230 °C dauerbeständig sein. Das ist mit den meisten derzeit marktüblichen Hitzestabilisatoren nicht zu schaffen“, so Joachimi.

Kaum Abfall der Bruchspannung bei hohen Temperaturen

Durethan BKV 30 XTS1 ist mit 30 % Glasfasern verstärkt. Seine Hitzestabilität zeigt sich beispielsweise darin, dass seine Bruchspannung selbst nach 2.000 Stunden Heißluftlagerung bei 200 °C nur um rund 5 % abfällt. Zum Vergleich: Bei Polyamid 6-Typen mit 30 % Glasfaserverstärkung, die eine marktübliche Kupfer-basierte Thermostabilisierung enthalten, sinkt die Bruchspannung nach 1.700 Stunden auf rund 50 % des Ausgangswertes. Auch die Bruchdehnung des neuen Materials bleibt unter diesen Bedingungen gut erhalten und liegt nach 2.000 Stunden noch deutlich über 50 % des Anfangswertes. Die Neigung, unter Hitzeeinfluss zu verspröden, ist also markant reduziert.

Gut zu verarbeiten, attraktives Preis-Leistungs-Verhältnis

Besondere Stärke des neuen Werkstoffs im Vergleich zu vielen anderen hochtemperaturstabilisierten Thermoplasten ist, dass er in einem stabilen Prozess gut zu verarbeiten ist. „Sein Verarbeitungsfenster ist mit demjenigen serienetablierter Vertreter der Durethan BKV-Reihe vergleichbar. Aufgrund seiner verbesserten Fließfähigkeit kann er auch bei niedrigeren Temperaturen verarbeitet werden und ermöglicht so eine Reduktion der Zykluszeiten und Energiekosten. Dies gilt auch für weitere XTS1-Typen, die wir derzeit entwickeln“, so Dr. Tobias Benighaus, Experte in der Produktentwicklung von Durethan. Das Polyamid ist in der Verarbeitung feuchte-unempfindlich. Hohe Einspritzgeschwindigkeiten sind kein Problem. Seine gute Fließfähigkeit stellt sicher, dass ein Materialabbau durch zu hohe Schmelzetemperaturen vermieden werden kann. „Das günstige Verarbeitungsverhalten und das im Vergleich zu Spezialthermoplasten gute Preis-Leistungs-Verhältnis ermöglichen wirtschaftliche Bauteillösungen mit exzellenter Performance“, so Benighaus.

Konzipiert für „heiße“ Hightech-Anwendungen

Die Materialvarianten der XTS2-Reihe befinden sich in einem weit fortgeschrittenen Entwicklungsstatus. „Sie zielen auf Hightech-Anwendungen im Motorraum mit ungewöhnlich hoher Temperaturbelastung. Sie sind als Alternative zu teuren hitzestabilisierten Spezialthermoplasten wie etwa voll- oder teilaromatischen Polyamiden oder Polyphenylensulfid konzipiert und zeigen ebenfalls eine gute Verarbeitbarkeit“, so Benighaus.

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