Zytel_Global_Paper_D:Layout 1.qxd - DuPont

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Zytel ® PLUS ist eine neue Polyamidfamilie von DuPont, die die sehr gute Verarbeitbarkeit herkömmlicher Polyamide mit einer in dieser Werkstoffklasse bisher nicht erreichten Alterungsbeständigkeit unter Einwirkung von Chemikalien, heißer Luft, heißem Öl und heißer Kühlflüssigkeit verbindet. Umfangreiche Untersuchungen zeigen, dass im Vergleich zu herkömmlich stabilisierten Polyamiden deutliche Verlängerungen der Bauteil-Lebensdauern möglich sind. Dies, die Verzugsarmut und die sehr guten Oberflächeneigenschaften öffnen den neuen Polyamiden eine Vielzahl von Anwendungen, die bisher Metallen oder deutlich teureren Hochleistungsthermoplasten vorbehalten waren. Schwerpunkte anwendungstechnischer Entwicklungen sind dabei zunächst der Motorraum und der Außenbereich von Kraftfahrzeugen, aber auch für Kapselungen von Sensoren, Elektrik- und Elektronik-Komponenten, Haushaltsgeräte oder allgemeine Industrieanwendungen öffnen sich attraktive Perspektiven. Seit über 25 Jahren sind glasfaser- oder mineralverstärkte, thermound hydrolysestabilisierte PA6- und -66-Typen bevorzugte Standardwerkstoffe unter der Motorhaube von Kraftfahrzeugen, weil sie eine hohe Kosteneffizienz bieten und – anders als viele teurere Alternativen wie die Spezialpolyamide 46, 6T und PPA oder Hochleistungsthermoplaste wie PEEK und PSU – unkritisch in der Verarbeitung, duktil und schlagzäh sind. Erste Anwendungen waren ein fache Abdeckkappen, Lüfterradabdeckungen und Kühlwasser-Ausgleichs - behälter. Heute erfüllen sie ihren Dienst als Luftführungselemente im Laderbereich, als Zylinderkopfhauben, als Resonator- und Wasserpumpengehäuse, Ölwannen und Auspuffaufhängungen (Bild 1). Bild 1. Polyamide haben 25 Jahre Tradition als Konstruktionswerkstoffe im Motorraum, aber die Entwicklung geht unvermindert weiter Höhere Leistungsdichten (Stichwort Downsizing) einerseits und andererseits die Verringerung der durchströmenden Luftmengen auf Grund eines durch Zusatzaggregate zunehmend beengten Bauraums, der Kapselung von Motoren und durchgehender Unterbodenverkleidungen bewirken, dass die heute üblichen Motorraum- Temperaturen von weit über 150 °C auf 180 °C und mehr steigen werden, wobei auch Spitzentemperaturen von 230 °C möglich sind. Dies und die gleichzeitige Einwirkung von Feuchtigkeit, Schmier- und Kraftstoffen sowie aggressiven Tausalzlösungen überfordern das Leistungsvermögen vieler bisher verfügbarer Polyamide. In der Automobilindustrie wächst deshalb der Bedarf für kostengünstige, leicht verarbeitbare Thermoplaste, die den neuen, anspruchsvollen Anforderungen des Einsatzes im Motorraum und Außenbereich von Kfz ein Autoleben lang zuverlässig widerstehen. Führende OEM fordern aktuell für solche Werkstoffe, dass bestimmte Kennwerte wie die Zugfestigkeit oder die Reißdehnung statt wie früher nach 1.000 h bei 170 °C oder 180 °C jetzt nach 1.000 Stunden in 210 °C heißer Luft noch mindestens die Hälfte ihres Ausgangsniveaus erreichen. Ähnlich ambitionierte Forderungen bestehen hinsichtlich der Alterungs - beständigkeit in Heißöl und heißem Kühlmittel. Neue Additiv-Technologie ermöglicht kosteneffiziente Beständigkeit Eine Antwort auf diese Herausforderungen sind die neuen Zytel ® PLUS Polyamide von DuPont. Mit deren Entwicklung ist es gelungen, die thermische und chemische Beständigkeit der Polyamide auf ein neues Niveau zu heben. Die großen Vorteile des geringen spezifischen Gewichts, der hohen Fließfähigkeit und damit leichten Verarbeitbarkeit bei moderaten Temperaturen weit unterhalb ihrer Abbautemperaturen sowie der geringen Schwindung blieben dabei uneingeschränkt erhalten. Die stark erhöhte Alterungsbeständigkeit der neuen Zytel ® PLUS Poly - amide resultieren aus dem Einsatz der neuen, nur bei DuPont verfügbaren SHIELD Technologie. Diese verbindet vielfältige Innovationen, wie eine neue Polymer-Hauptkettenarchitektur, Polymermodifikationen und speziell zusammengestellte Additive, die gemeinsam zur erreichten Leistungsverbesserung beitragen. Über die gezielte Kombination der Grundwerkstoffe und Additive lassen sich Eigenschaften erreichen, die anwendungsspezifische Anforderungen an die Beständigkeit erheblich besser erfüllen als die bisher verfügbaren Polyamide. 2 2010
Bild 2. Im Vergleich zu herkömmlich stabilisierten PA66-Typen (oben) bewirkt der langzeitige Einfluss hoher Temperaturen (hier: 1000 h bei 210 °C) bei den neuen Zytel ® PLUS- Typen (unten) erheblich geringere Schäden Wie effizient diese Technologie wirkt, zeigen die Mikroskopaufnahmen in Bild 2 exemplarisch für zwei hitzestabilisierte, glasfaserverstärkte PA66-Typen. Dargestellt sind Mikrotomschnitte durch Probekörper mit einer Ausgangsdicke von 4 mm, die über einen Zeitraum von 1.000 h einer Temperatur von 210 °C ausgesetzt waren. Oben im Bild sind die dadurch erzeugten Schäden an herkömmlich stabilisierten, unten an einem mit der neuen SHIELD-Technologie stabilisierten Zytel ® PLUS Polyamids dargestellt. Während die Oberfläche des Standardtyps massiv verkohlt ist, bleibt die neue, mit der optimierten Stabilisierung versehene Probe nahezu unversehrt, und die geschädigte Schicht reicht nur wenige Hundertstel Millimeter tief. Bild 3. Die neuen Zytel ® PLUS Polyamidtypen von DuPont positionieren sich kosten- und leistungsmäßig zwischen herkömmlichen Polyamiden und Hochleistungsthermoplasten Mit ihrer ausgezeichneten Langzeit-Temperatur- und Chemikalien - beständigkeit können die neuen, leicht fließenden Zytel ® PLUS Polyamide die breite Lücke zwischen Standard-Polyamiden und vielen klassischen Hochleistungsthermoplasten wie PPA und PPS auf kosteneffiziente Weise füllen (Bild 3). So schein es möglich, dass sie die Lebensdauer bestimmter Bauteile im Motorraum gegenüber Teilen aus herkömmlichen, hitzestabilisierten Polyamiden verdoppeln können. Damit öffnen sie vielfältige Möglichkeiten, Metallteile im Motorraum zu substituieren oder bestehende Kunststoffanwendungen durch leichtere Konstruktionen zu ersetzen. Dadurch können sie Kfz-Herstellern helfen, nicht nur Kosten sondern auch Gewicht einzusparen und so die mit dem Kraftstoffverbrauch gekoppelte Schadstoffemission zu senken. Interessante Perspektiven bieten die neuen, beständigen Polyamide, die hervorragende mechanische Eigenschaften über einen weiten Temperaturbereich aufweisen und für lange Fließwege ebenso geeignet sind wie für geringe Wand - dicken, aber auch für Anwendungen wie elektrische und elektronische Bauteile, Sanitärteile oder Teile für Industrieausrüstungen. Vier Typen am Start Die Zytel ® PLUS Polyamid-Familie umfasst zunächst vier chemi ka - lien-, hitze- und ölbeständige Typen, die für unterschiedliche Anwendungen optimiert sind: • Zytel ® PLUS 95G35 verbindet als leicht fließendes Basisprodukt hervorragende Eigenschaften bei langzeitig einwirkenden, hohen Lufttemperaturen bis zu 210˚C (kurzzeitig bis 230 °C) mit sehr guter Oberflächenqualität und hoher Beständigkeit gegen heißes Motoröl und Calciumchlorid-Lösungen. Hauptanwendungen werden Luftführungselemente sein. • Zytel ® PLUS 95G50 ist ein ebenfalls leicht fließendes Polyamid mit erhöhtem Glasfasergehalt von 50 Gew.-%. Es kombiniert die sehr gute Beständigkeit gegen langzeitig einwirkenden, hohe Temperaturen bis zu 210 °C (kurzzeitig bis 230 °C) mit erhöhter Steifigkeit und Kriechbeständigkeit bei hohen Temperaturen und eignet sich damit generell für Anwendungen unter der Motorhaube. • Zytel ® PLUS 93G35 hat eine niedrigere Schmelztemperatur von 224 °C (alle anderen Typen: ca. 265 °C) und kombiniert gute Langzeiteigenschaften bei Einwirkung von Hitze, Öl und Chemikalien mit sehr guter Bindenaht- und Berstdruckfestigkeit. Typische Anwendungsmöglichkeiten sind Teile im Heißluftbereich. • Zytel ® PLUS 90G30 zeichnet sich durch seine hervorragende Beständigkeit gegen heiße Motor-Kühlflüssigkeit und Heißwasser aus und eignet sich daher zum Beispiel für Kühlerwasserkästen, Thermostatgehäuse und andere Bauteile in direktem Kühlmittelkontakt. Allen Typen gemeinsam ist die hohe Oberflächenqualität und Dimensionsstabilität. So zeigt der neue Universaltyp Zytel ® PLUS 95G35 zum Beispiel einen um 30 % höheren Glanzgrad und einen um 20 % 2010 3
Seite 1: Ein starkes „PLUS“ für technis
Seite 5 und 6: stabilisierten Typs bei knapp 700 h
Seite 7 und 8: Temperaturbeständige Schweißnäht

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