Wirtschaftliche Alternative zu Polyamid 66

Der Spezialchemie-Konzern LANXESS erweitert die neue Polyamid 6-Produktreihe Durethan P um zwei hochverstärkte Materialvarianten, die sich unter anderem auch als wirtschaftliche Alternative zu Polyamid 66-Werkstoffen anbieten. Durethan BKV50PH2.0 und Durethan BKV60PH2.0EF haben Kurzglasfasergehalte von 50 bzw. 60 Gewichtsprozent. Das „P“ im Produktnamen steht als Abkürzung für „Performance“ und weist auf die hohe Betriebsfestigkeit dieser Werkstoffe bei pulsierenden Belastungen hin. So ist ihre Beständigkeit gegen zyklische mechanische Beanspruchungen im Vergleich zu Standardprodukten gleichen Glasfasergehaltes um ein Mehrfaches höher. Potenzielle Anwendungen sind etwa Tragestrukturen für Elektro- und Elektronikmodule in Batterien von Elektrofahrzeugen sowie Motorölwannen, Ölfiltermodule und -endkappen, Motor- und Fahrwerkslager, Dämpferkolben und Pkw-Sitzschalen. Im Maschinenbau bieten sich die neuen Materialien für dynamisch hochbeanspruchte Bauteile wie zum Beispiel Zahnräder an.

Substitution von Polyamid 66 bei gleichem Bauteilgewicht

Die mechanischen Eigenschaften beider Hochmodulthermoplaste liegen gegenüber vergleichbaren Polyamid 66-Werkstoffen auf ähnlich hohem Niveau. „Wir sehen beide Produktinnovationen daher auch als kostengünstige Alternative zu Polyamid 66-Compounds an, die sich wegen der eingeschränkten Verfügbarkeit in letzter Zeit deutlich verteuert haben“, erklärt Dr. Thomas Linder, Experte in der Entwicklung von Durethan. Versuche bei LANXESS ergaben, dass die Substitution mit Produktvarianten gleichen Glasfaseranteils und damit gleicher Materialdichte erfolgen kann. Das Bauteilgewicht nimmt dadurch nicht zu.

Zur Fakuma-Messe im Oktober 2018 hatte LANXESS mit Durethan BKV30PH2.0, BKV35PH2.0, BKV40PH2.0 und Durethan BKV130P die ersten Vertreter der neuen Produktreihe vorgestellt. Ihre Glasfasergehalte liegen zwischen 30 und 40 Prozent. Denkbare Anwendungen sind Luftansaug- und Ölfiltermodule für Automobile sowie tragende Gehäuse von Elektrowerkzeugen. Das elastomermodifizierte Durethan BKV130P ist besonders schlagzäh und bietet sich zum Beispiel für Komponenten von Möbelschließsystemen an. Alle vier Compounds eignen sich ebenfalls zur Substitution von Polyamid 66.

Bessere Zugfestigkeit bei höheren Temperaturen

Die beiden neuen hochverstärkten Compounds zeichnet – wie ihre „Geschwister“ – ein verbessertes mechanisch-statisches Verhalten aus. „Ihre Zugfestigkeit bei Wärme ist beispielsweise im Vergleich zu Standard-Polyamid 6-Typen gleichen Glasfasergehaltes höher“, so Linder. Zur Beurteilung des Verhaltens bei pulsierender Belastung hat LANXESS einen sogenannten HiAnt Fatigue Screening-Test entwickelt, der sich an einen klassischen Wöhler-Versuch anlehnt. Dabei ergab sich, dass die Lebensdauer von Durethan BKV50PH2.0 bei einer Biegelast von 65 Megapascal im Vergleich zu einem Standard-Polyamid 6 mit gleichem Glasfaseranteil rund achtmal höher ist. Durethan BKV60PH2.0EF zeigt im entsprechenden Vergleich eine etwa zehnmal bessere Betriebsfestigkeit.

Durethan BKV60PH2.0EF zeichnet sich dabei durch ein gutes Fließverhalten aus (easy flowing, EF). Der Thermoplast ist daher trotz der hohen Glasfaserverstärkung gut zu verarbeiten. Seine Fließfähigkeit ist ähnlich hoch wie die eines mit 30 bis 35 Prozent Glasfasern gefüllten Polyamid 6.

HiAnt – Kundenservice bis hin zum Produktionsstart

Zu den Leistungen, mit denen LANXESS Projektpartner bei der Entwicklung von pulsierend belasteten Bauteilen unterstützt, zählen unter anderem verschiedenste Bauteilprüfungen. „Das Equipment unseres Shaker-Technikums deckt alle gängigen Vibrationstests zur Betriebsfestigkeit von Bauteilen in Fahrzeuganwendungen ab“, erläutert Linder. Zum Kundenservice gehören weiterhin Druckschwellversuche an Bauteilen aus dem Fahrzeugkühlkreislauf sowie Druckwechsel- und Backfire-Tests.

Alle diese Leistungen sind Teil von HiAnt. Unter dieser Marke hat LANXESS für Kunden sein Ingenieurswissen in der Entwicklung von thermoplastischen Bauteilen gebündelt.