Thema des Monats Dezember 2010


Abbildung 1: Produkte für elektrotechnische Applikationen auf Basis der neuen Flammschutz-Serie Ultramid FRee der BASF. Foto: BASF - The Chemical Company, 2010.

Kunststoffe überzeugen zunehmend mit leistungsstarken Eigenschaftsprofilen, die insbesondere für die Anwenderbranchen der internationalen Leitmessen wire und Tube nutzbare technologische Impulse setzen. Das wachsende Verständnis der Zusammenhänge zwischen der chemischen Beschaffenheit und Zusammensetzung und den daraus resultierenden Eigenschaftsprofilen führt zunehmend zu Neuentwicklungen, die in Bezug auf geforderte Materialcharakteristika mit Bestmarken überzeugen. Diese als Hochleistungskunststoffe bezeichneten Materialien haben das Potenzial für interessante Materialtransfers und -substitutionen in allen Bereichen moderner Industrien – insbesondere auch im Kontext von Nachhaltigkeit und Materialeffizienz.

PEEK: Unverwüstliche Bauteile mit hoher Temperaturbeständigkeit

Die Abkürzung PEEK steht für den Hochleistungskunststoff Polyetheretherketon. Dieses Material überzeugt durch seine hohe Temperaturbeständigkeit – daraus gefertigte Bauteile können Temperaturen von bis zu etwa 220 °C ohne Probleme überstehen. Allerdings leiden ab etwa 150 °C die mechanischen Eigenschaften zunehmend, so sinken beispielsweise die geforderten mechanischen Kennwerte in diesem Temperaturbereich signifikant ab. Das Unternehmen Evonik Industries stellt mit seiner Neuentwicklung VESTAKEEP® 5000 G nun eine neue PEEK-Type vor, die diesen anwendungsrelevanten Nachteil aufhebt. VESTAKEEP® 5000 G zeichnet sich durch eine um 20 % höhere Schlagzähigkeit und durch deutlich gesteigerte Reißfestigkeiten gegenüber konventionellen PEEK-Typen aus und lässt sich daher auch dort einsetzten, wo andere PEEK-Varianten bereits versagen. Besonders interessant ist das neue Kunststoffmaterial für Zulieferer der Öl- und Gasindustrie, die nicht nur im Bereich von -40 bis 150 °C arbeiten, sondern auch deutlich darüber hinaus.

Hohe Sicherheitsrelevanz: Neue flammgeschützte Kunststoffe

Der Chemie- und Kunststoffspezialist BASF hat kürzlich neuartige flammgeschützte Kunststoffe der Serie Ultramid® FRee auf dem Markt platziert. Die neuen Materialspezifikationen vereinen drei zentrale Eigenschaften: Sie kombinieren eine außerordentlich hohe Flammwidrigkeit, die ohne den Zusatz von halogenhaltigen Additiven erreicht wird, mit einer hellen Eigenfarbe. Dieses anspruchsvolle Eigenschaftsprofil wird für Hersteller von Elektrobauteilen immer wichtiger, da verschiedene, meist helle Einfärbungen die Zuordnung zu bestimmten Verwendungszwecken erleichtern. Zudem basieren diese Materialentwicklungen auf einem Polyamid (PA), das hoch chemikalienbeständig ist, wenig Wasser aufnimmt und zu über 60 % aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt wird. Nach Angaben der Entwickler ist das Material bestens geeignet, um beispielsweise in Leitungsschutzschaltern, Steckdosen und Schaltergehäusen – also in typischen Applikationen der Elektrotechnik – optimierte Anwendungsmerkmale zu realisieren. Schneider Electric, ein weltweit aktives Energiemanagement-Unternehmen, hat im Rahmen seiner strengen Einsatzstoffprüfungen das neue Ultramid® FRee S3U40G5 Balance der BASF bereits geprüft und für Anwendungen freigegeben.


Abbildung 2: Neuartige Metall-Kunststoff-Verbunde stellen sensorische Eigenschaften zur Überwachung des mechanischen Belastungsprofils zur Verfügung. Foto: Fraunhofer IFAM.

Intelligent und zukunftsweisend: Kunststoffe überwachen sich selbst

Wissenschaftler aus dem Team von Projektleiter Arne Haberkorn vom Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung, IFAM in Bremen haben eine neue Generation von Polymer-Metall-Verbundwerkstoffen mit integrierten Sensoreigenschaften entwickelt. Diese Innovation ermöglicht die Fertigung von Kunststoffbauteilen, die sich in zahlreichen technischen Anwendungen selbst überwachen können – insbesondere auch in großflächigen Applikationen. Dazu zählt zum Beispiel die Erfassung des auftretenden mechanischen Belastungsprofils an Komponenten von Windrädern oder Flugzeugflügeln. Bisher werden derartige Sensoren in der Regel aufwändig in die jeweiligen Bauteile eingearbeitet oder auf deren Oberflächen geklebt. Ihre guten sensorischen Eigenschaften erhalten die Polymer-Metall-Verbundwerkstoffe durch den hohen realisierbaren Metallanteil. »Bei Bedarf erreichen wir im Komposit einen metallischen Füllanteil von bis zu 90 Gewichtsprozent«, sagt Arne Haberkorn. Treten später während des Betriebs Belastungen an einem konkreten Bauteil auf, so ändert sich der elektrische Widerstand des Komposits deutlich. Diese Signale können über Kabel am Bauteil abgeführt und zur Auswertung an unterschiedlichste Messgeräte weitergeleitet werden. Für die Herstellung derartiger Komposite eignen sich die verschiedensten Kunststofftypen als Matrixmaterialien. Dadurch können spezifische Eigenschaften der Komposite leicht für die unterschiedlichsten Verwendungszwecke maßschneidert eingestellt werden. Zudem lassen sich die Materialien aufgrund ihres dominanten Kunststoffcharakters mit herkömmlichen Maschinen aus der Kunststoffherstellung verarbeiten – beispielsweise in Extrudern oder in Spritzgießmaschinen. Des Weiteren lassen sich die Materialien in Form von Matten auf große Flächen laminieren. In Zukunft wollen die Forscher ihre leitfähigen Kunststoff-Metall-Verbunde über Düsen als viskose Flüssigkeiten auch auf geometrisch komplex geformte Oberflächen applizieren. Dass die Methode funktioniert, haben die Forscher inzwischen mit diversen Prototypen bewiesen. Derzeit sind sie auf der Suche nach potenziellen Anwendern und weiteren Partnern aus der Industrie.

Dr.-Ing. Christoph Konetschny
Materialberater und Nanoexperte
www.materialsgate.de


Sie wollen mehr aktuelle Informationen?

Melden Sie sich hier für unsere kostenlosen Newsletter an:

>> wire Newsletter

>> Tube Newsletter

Weitere Themen:

- Erdöl: Ein wertvoller und umstrittener Rohstoff
- 2013 geht der Klimaschutz an die Börse - Stahlindustrie rechnet mit bis zu einer Milliarde Euro Zusatzkosten
- Transgreen-Konsortium möchte Solarstrom aus Afrika nach Europa transportieren