Zytel_Global_Paper_D:Layout 1.qxd - DuPont

stabilisierten Typs bei knapp 700 h, während der Zytel ® PLUS-Typ
diesen Wert erst nach ca. 1.500 h erreicht und selbst nach 2.500 h
noch knapp 1 % Restdehnung (rund 1/3 des Ausgangswerts) aufweist.
Mit einem gegenüber dem Standardtyp Zytel ® PLUS 95G35 auf
50 Gew.-% erhöhten Glasfasergehalt bietet Zytel ® PLUS 95G50 die
höchste Steifigkeit und Festigkeit innerhalb der neuen Polyamidfamilie
(siehe Bild 5). Eine Alterung in Luft bei 180 °C verursacht keine
signifikante Verringerung des hohen Ausgangswerts von rund
250 MPa, und selbst nach 2.500 h bei 210 °C bleiben die sehr guten
mechanischen Eigenschaften noch auf einem hohen Niveau (Bild 8).
Bild 8. Einfluss der Heißluftlagerung auf die Zugfestigkeiten von herkömmlich
stabilisiertem PA66 und dem hochsteifen Polyamid Zytel ® PLUS 95G50
Heißöllagerung bei 150 °C:
Zähigkeit bleibt erhalten
Angesichts der für Zytel ® PLUS 95G35 vorgesehenen Anwendungen
wie Zylinderkopfhauben, Ölwannen und Ölfiltermodule ist die Alterungsbeständigkeit
in Heißöl ein entscheidendes Kriterium. Dabei
kommt der Schlagzähigkeit eine besonders hohe Aussagekraft für
den Praxiseinsatz zu. Bild 9 zeigt deren Verlauf über der Heißöl-Einwirkzeit,
sowohl für den herkömmlich stabilisierten Typ als auch für
Zytel ® PLUS 95G35. Die dafür gewählte Dauereinsatztemperatur von
150 °C ist ein Wert, der bei modernen Motoren mit hoher Leistungsdichte
durchaus üblich ist.
Der PA-GF-Standardtyp verliert nach 3.000 Stunden die Hälfte seiner
Ausgangszähigkeit. Entsprechend hoch war bisher der bei der konstruktiven
Auslegung zu berücksichtigende Sicherheitsfaktor anzusetzen,
so dass die möglichen Gewichtsvorteile der Kunststoffe gegenüber
Leichtmetallen nicht in vollem Maße ausgenutzt werden konnten.
Der hier geprüfte Universaltyp Zytel ® PLUS 95G35 behält seine
Schlagzähigkeit unter diesen Einsatzbedingungen, und dieses
Ergebnis lässt sich auch auf die anderen neuen Zytel ® PLUS-Typen
übertragen. Zu Versuchsbeginn bewirkt die Heißöllagerung sogar
eine Duktilitätssteigerung um rund 10 %, die sich nach rund 1.500 h
neutralisiert. Probekörper, die nach dieser Zeit entnommen wurden,
zeigten im Pendelschlagversuch die gleiche Schlagzähigkeit wie das
ungealterte Material, während die des herkömmlich stabilisierten
Vergleichsmaterials zu diesem Zeitpunkt bereits von 80 kJ/m² auf
unter 55 kJ/m² abgesunken war.
Besonders beeindruckend ist der weitere Verlauf der Schlagzähigkeit
über der Zeit: Während der entsprechende Wert für den herkömm -
lichen PA-Typ kontinuierlich weiter bis auf die Hälfte des Ausgangswerts
abfällt, bleibt die Zähigkeit des neuen Polyamids Zytel ® PLUS
95G35 auch noch nach 3.000 h unverändert auf Ausgangs niveau
erhalten. Das heißt: Eine Heißölalterung bei 150 °C findet hier im
praxisrelevanten Zeitraum nicht statt! Aus diesen Prüfergebnissen
ergibt sich bei der Auslegung heißölführender Teile die Möglichkeit,
niedrigere Sicherheitsfaktoren anzuwenden und damit material- und
gewichtssparender zu konstruieren, ohne dabei die Bauteilsicherheit
zu verringern.
Salznebel: Beständigkeit verdoppelt
Ein entscheidendes Kriterium für Bauteile, die ungeschützt im Unterbodenbereich
von Kfz montiert sind, ist die Beständigkeit gegen in
Wasser gelöstes Calciumchlorid (CaCl 2 ), das beispielsweise in Asien,
Russland und Kanada als Tausalz verwendet wird. Um diese Eigenschaft
beurteilen zu können, wurden Probekörper zweiseitig angespritzt,
um eine ausgeprägte Bindenaht zu erhalten.
Bild 9. Einfluss der Heißöllagerung auf die Schlagzähigkeit von herkömmlich
stabilisiertem PA66 und dem Universaltyp Zytel ® PLUS 95G35
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