Konditionieren von Fertigteilen aus Ultramid - BASF Plastics Portal

Konditionieren von
Fertigteilen aus Ultramid ®
Technische Information
Ultramid ® im Internet: www.ultramid.de

Ultramid ® (PA)
Die Ultramid ® -Marken der BASF sind Formmassen auf
der Basis von PA6, PA66, verschiedenen Copolyamiden
wie PA66 / 6 und teilaromatischem Polyamid. Ultramid ®
zeichnet sich durch hohe mechanische Festigkeit, Steifigkeit
und thermische Beständigkeit aus. Darüber hinaus
bietet Ultramid ® gute Zähigkeit bei tiefen Temperaturen,
günstiges Gleitreibeverhalten und problemlose Verarbeitung.
Auf Grund seiner hervorragenden Eigenschaften ist
dieser Werkstoff in nahezu allen Bereichen der Technik für
die verschiedensten Bauteile und Maschinenelemente, als
hochwertiger elektrischer Isolierstoff und für viele besondere
Anwendungen unentbehrlich geworden.

Konditionieren von Fertigteilen aus Ultramid ®
Allgemeines 04
die konditionierverfahren 06
Lagerung nach dem Konditionieren
Ermittlung der Konditionierzeit
09
09
Das Verhalten konditionierter Fertigteile bei
normalen jahreszeitlichen Klimaschwankungen
Maßänderung durch Feuchtigkeitsaufnahme
11
11
Mögliche Auswirkungen beim Konditionieren
und deren Vermeidung
Auswirkungen fehlerhafter Verarbeitung beim Konditionieren
12
12

4
Konditionieren von Fertigteilen aus Ultramid ®
Allgemeines
Konditionieren von Fertigteilen
aus Ultramid ®
Allgemeines
Die Verarbeitung von Polyamid ( PA) erfordert trockene Ausgangs
produkte, so dass die Formteile unmittelbar nach
der Herstellung völlig trocken sind. An feuchter Luft oder
bei Lagerung in Wasser nehmen sie je nach den Bedingungen
mehr oder weniger rasch Feuchtigkeit auf. Um in
möglichst kurzer Zeit den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt
und somit eine Verbesserung von Eigenschaften, z. B. der
Schlagzähig keit, zu erhalten, werden die Teile bestimmten
Bedingungen ausgesetzt, das heißt, sie werden konditioniert.
Während Polyamid 6, Polyamid 66 und Copolyamid 66 / 6
relativ viel Wasser aufnehmen, kann bei Ultramid ® T (Abb. 1)
eine Konditionierung spritzgießfrischer Formteile entfallen,
da hier nur geringe Effekte zu erzielen sind. Lediglich das
Anpassen des Fertigteils an bestimmte maßliche Anforderungen
kann in seltenen Fällen eine Konditionierung sinnvoll
machen.
Warum konditioniert man?
Trockene Teile aus PA haben andere Eigenschaften als
feuchte. Bei trockenen Teilen ergeben sich daher durch die
Feuchtigkeitsaufnahme während des Gebrauchs bestimmte
Eigenschafts- und Maßänderun gen, die sich bei manchen
Anwendungen ungünstig auswirken. Teile aus Ultramid ® ,
die beim Einsatz elastisch stark verformt werden und einer
besonderen Schlagbeanspruchung ausgesetzt sind, sollen
deshalb auch von Anfang an die für sie charakteristische
hohe Schlag zähigkeit aufweisen (Abb. 2).
Darüber hinaus wird von vielen Konstruktionsteilen gefordert,
dass sich ihre Abmessungen, ihre Festigkeit und Steifigkeit
nur innerhalb enger Toleranzen verändern. Die Voraussetzung
hierfür ist ein Feuchtigkeitsgehalt, der dem Gleichgewichtszustand
im jeweiligen Klima annähernd entspricht
(Tabelle 1).
Konditionieren ist eine Nachbehandlung trockener Teile aus
PA mit dem Ziel, sie möglichst rasch mit Feuchtigkeit anzureichern.
Im allgemeinen werden die Teile auf den Feuchtigkeitsgehalt,
der dem Gleichgewichtszustand im Normalklima
(23 °C / 50 % relative Feuchte) entspricht, konditioniert. Es ist
auch möglich, in einem PA-Teil den Gleichgewichtsfeuchtigkeitsgehalt
einzustellen, der einem beliebigen durch Temperatur
und relative Luftfeuchte gekennzeichneten Klimawert
entspricht.
Da Teile aus Ultramid ® unter normalen Bedingungen besonders
bei größerer Wanddicke Feuchtigkeit aus der Luft nur
sehr langsam aufnehmen (Abb. 3), würde es ohne Konditionierung
sehr lange dauern, bis der Normalfeuchtigkeitsgehalt
und damit die endgültigen Maße erreicht sind. Wird
das Teil hingegen konditioniert, z. B. durch Lagerung im
Feuchtraum bei 40 °C und 90 % relativer Feuchte oder bei
Lagerung in Wasser beispielsweise bei 40 °C, so stellt sich
der Normalfeuchtigkeitsgehalt in kurzer Zeit ein (Abb. 4).
Der Maximalwert der Feuchtigkeitsaufnahme stellt sich nur
bei dem Teil ein, das dauernd unter Wasser eingesetzt wird.
Für die praktische Anwendung ist jedoch nur die Einstellung
des Normalfeuchtigkeits gehaltes (23 °C / 50 % relative
Feuchte) von Bedeutung.
Das Konditionieren ist also mit einem gewissen Aufwand
verbunden, so dass diese Behandlung nur dann notwendig
wird, wenn die hohe Zähigkeit oder Maßhaltigkeit von Polyamid
von Anfang an voll ausgeschöpft werden soll. Dies gilt
auch für glasfaserverstärkte Einstellungen.

Konditionieren von Fertigteilen aus Ultramid ®
Allgemeines
5
Feuchtigkeitsaufnahme [ %]
8
6
4
Ultramid ® :
B3EG6
A3EG6
B3S
A3K, C3
T KR 4350
T KR 4355 G7
Kerbschlagzähigkeit [ kJ / m 2 ]
110
100
90
80
70
60
50
Ultramid ® :
B3EG6
A3EG6
B3S
A3K
40
2
30
20
10
0 20 40 60 80 100
relative Luftfeuchtigkeit [%]
Abb. 1: Gleichgewichtsfeuchtigkeitsgehalt von Ultramid ®
in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit im Temperaturbereich
von 10 °C bis 70 °C (Streuung ± 0,2 bis 0,4
absolut).
0 1 2 3 4 5
Feuchtigkeit [%]
Abb. 2: Erhöhung der Schlagzähigkeit durch Feuchtigkeitsaufnahme
beim Kon ditionieren. Ermittelt wurde die Kerbschlagzähigkeit
nach ISO 179 / 1eA. Die Feuchtigkeit wurde
in die 4 mm dicken Probekörper durch Lagerung in Wasser
bei 23 °C und anschließender fünftägiger Ausgleichslagerung
bei 23 °C / 50 % rel. Luftfeuchte aufgebracht.
Feuchtigkeitsaufnahme [%]
5
4
3
Ultramid ® :
B / 2 mm
B / 4 mm
A / 2 mm
A / 4 mm
T / 2 mm
Normalklima 23 °C / 50%
Wasseraufnahme [%]
10
8
6
Temperatur 40 °C
2
4
1
2
Ultramid ® :
B / 2 mm
B / 4 mm
A / 2 mm
A / 4 mm
0
Zeit [d]
Abb. 3: Feuchtigkeitsaufnahme von unverstärktem Ultramid ®
in Normalklima 23 °C / 50% in Abhängigkeit von der Zeit und
der Wanddicke.
0
Zeit [d]
Abb. 4: Wasseraufnahme von unverstärktem Ultramid ®
bei Lagerung in Wasser von 40 °C oder im Feuchtraum bei
40 °C und 90 % relativer Feuchte in Abhängigkeit von der
Zeit und der Wanddicke.
1 5 10 20 30 40 60 80 100 150 200 250 1 5 10 20 30 40 60 80 100 150 200 250

6
Konditionieren von Fertigteilen aus Ultramid ®
Die Konditionierverfahren
Klima
Dicke des
Probekörpers
minimal
Gew.-%
Ultramid ® A ( PA66)
Ultramid ® B ( PA6)
unverstärkt verst.* mit 30 % GF unverstärkt verst.* mit 30 % GF
maximal
Gew.-%
minimal
Gew.-%
maximal
Gew.-%
minimal
Gew.-%
maximal
Gew.-%
minimal
Gew.-%
maximal
Gew.-%
Büroraum
Werkstattraum
Außenluft
4 mm
4 mm
4 mm
1,0
1,3
2,3
2,2
2,3
4,6
0,7
0,9
4,6
1,5
1,6
3,2
0,8
1,2
2,0
2,3
2,7
5,2
0,56
0,9
1,4
1,6
1,9
3,6
Büroraum
Werkstattraum
Außenluft
8 mm
8 mm
8 mm
1,5
1,7
2,2
1,9
2,1
2,9
1,0
1,2
1,5
1,3
1,5
2,0
1,7
1,9
2,7
2,1
2,3
2,4
1,2
1,3
1,9
1,5
1,6
2,4
Normalklima 23 / 50
Sättigung
– 2,8 0,3 1,8 0,2 3,0 0,4 1,8 0,2
* Der Feuchtigkeitsgehalt der verstärkten Marken kann aus den Werten für unverstärkte Marken unter Berücksichtigung des jeweiligen Glasfasergehalts wie folgt etwa
errechnet werden: Der Feuchtigkeitsgehalt ist z. B. bei 30 % Glasfaseranteil ca. 70 % der Werte für unverstärkte Marken oder 25 % Glasfaseranteil = 75 % der Werte
für unverstärkte Marken.
Tab. 1: Feuchtigkeitsgehalte unter verschiedenen Klimabedingungen – Erfahrungswerte
Die Konditionierverfahren
In der Praxis hat sich das Konditionieren durch Lagern in
heißem Wasser, in feuchtwarmem Klima oder in Sattdampf
bewährt.
Verhältnismäßig einfach ist die Konditionierung in heißem
Wasser, da sie nur einen geringen Aufwand an Geräten und
Einrichtungen erfordert. Am besten wird ein im Temperaturbereich
von 40 °C bis 90 °C thermostatisch regelbares
Wasserbad verwendet, das gegen über mäßige Wärmeverluste
isoliert und abgedeckt ist. Wärmeverluste können weitgehend
vermieden werden, wenn die Wasseroberfläche z. B.
mit Ping-Pong-Bällen bedeckt wird. Allerdings ist bei Lagerung
in Wasser zu bedenken, dass besonders bei glasfaserverstärkten,
eingefärbten Teilen aus Polyamid Verfärbungen
und Beeinträchtigungen der Oberfläche nicht immer zu vermeiden
sind.
Die Feuchtklima-Konditionierung im Temperaturbereich bis
etwa 40 °C bei einer relativen Feuchte von mehr als 80 % ist
ein für Ultramid ® besonders schonendes Verfahren, das die
oben genannten Nachteile vermeidet.
Für diese Konditionierungsart haben sich die handelsüblichen
Klimaschränke bewährt. Für die Lagerung großer Teile, z. B.
von Gehäusen oder Behältern, ist es zweckmäßig, einen entsprechend
beheizbaren, gegebenenfalls begehbaren Klimaraum
mit hygrothermostatischer Regelung einzurichten.
Die einfachste Art der Konditionierung ohne jeden apparativen
Auf wand besteht in der Warmlagerung der Ultramid ®
Teile in wasser dichten Säcken aus PE (Wanddicke > 0,1 mm)
mit 5 % bis 10 % Wasser, bezogen auf das Gewicht der Teile.
Je höher die Lagerungs temperatur und je geringer die Dicke
der Teile, desto kürzer ist die erforderliche Lagerungszeit.
Anhaltspunkte für die Lagerungszeit ergeben sich aus den
Konditionierdiagrammen in Abb. 5 bis 8.
Bei sehr dickwandigen Maschinenelementen aus Ultramid ®
kann das Konditionieren in Sattdampf bis etwa 120 °C in
Betracht kommen. Die Temperaturgrenze von 120 °C sollte
nicht überschritten werden, da sonst schon nach wenigen
Stunden mit einer Schädigung des Polyamids zu rechnen ist.

Konditionieren von Fertigteilen aus Ultramid ®
Die Konditionierverfahren
7
10 20 30 40 50 100 200 300 400 Zeit [min] 1 2 3 4 5 10 20 30 Zeit [d]
Wandstärke [ mm]
15
10
5
Ultramid ® B-Marken unverst.
C t
= Wassergehalt
C t
= 2,5 % C t
= 7 % 20 °C
100 °C
90 °C 80 °C 60 °C 40 °C
1,5
2
3
4
Spezifische Oberfläche [ cm 2 / cm 3 ]
4
5
3
2
10
1,5
15
1,0
100 °C
80 °C 60 °C 40 °C 20 °C
20
0,1 0,2 0,5 1 2 3 4 5 10 20 30 50 100 200 500 Zeit [h]
Abb. 5: Konditionierzeit für Ultramid ® B-Marken unverstärkt in Abhängigkeit von der Wanddicke und der Wasserbadtemperatur.
25
10 20 30 40 50 100 200 300 400 Zeit [min] 1 2 3 4 5 10 20 30 Zeit [d]
Wandstärke [ mm]
15
10
5
Ultramid ® B3EG6
C t
= Wassergehalt 1,5 %
Dampf feuchte Luft (rel. Feuchte > 80 %)
120 °C 100 °C 80 °C
60 °C
40 °C
20 °C
1,5
2
3
4
Spezifische Oberfläche [ cm 2 / cm 3 ]
4
5
3
2
10
1,5
15
1,0
20
0,1 0,2 0,5 1 2 3 4 5 10 20 30 50 100 200 500 Zeit [h]
Abb. 6: Konditionierzeit für Ultramid ® B-Marken glasfaserverstärkt in Abhängigkeit von der Wanddicke und der Wasserbadtemperatur.
25

8
Konditionieren von Fertigteilen aus Ultramid ®
Die Konditionierverfahren
10 20 30 40 50 100 200 300 400 Zeit [min] 1 2 3 4 5 10 20 30 Zeit [d]
Wandstärke [ mm]
15
10
5
Ultramid ® A-Marken unverst.
C t
= Wassergehalt
C t
= 2,5 % C t
= 7 %
100 °C
90 °C 80 °C
60 °C
40 °C
20 °C
1,5
2
3
4
Spezifische Oberfläche [ cm 2 / cm 3 ]
4
5
3
2
10
1,5
15
1,0
100 °C
80 °C 60 °C 40 °C
20
0,1 0,2 0,5 1 2 3 4 5 10 20 30 50 100 200 500 Zeit [h]
Abb. 7: Konditionierzeit für Ultramid ® A-Marken unverstärkt in Abhängigkeit von der Wanddicke und der Wasserbadtemperatur.
25
10 20 30 40 50 100 200 300 400 Zeit [min] 1 2 3 4 5 10 20 30 Zeit [d]
Wandstärke [ mm]
15
10
5
Ultramid ® A3EG6
C t
= Wassergehalt 1,5 %
Dampf feuchte Luft (rel. Feuchte > 80 %)
120 °C 100 °C 80 °C
60 °C
40 °C
20 °C
1,5
2
3
4
Spezifische Oberfläche [ cm 2 / cm 3 ]
4
5
3
2
10
1,5
15
1,0
20
0,1 0,2 0,5 1 2 3 4 5 10 20 30 50 100 200 500 Zeit [h]
Abb. 8: Konditionierzeit für Ultramid ® A-Marken glasfaserverstärkt in Abhängigkeit von der Wanddicke und der Wasserbadtemperatur.
25

Konditionieren von Fertigteilen aus Ultramid ®
Lagerung nach dem Konditionieren
9
Lagerung nach dem Konditionieren
Wurde ein Ultramid ® -Teil nach den vorgenannten Empfehlungen
kondi tioniert, so enthält es zwar eine durch Wägen
kontrollierbare Menge Feuchtigkeit, doch über die Verteilung
dieser Feuchtigkeitsmenge über den Querschnitt des Teils
ist damit noch nichts gesagt. Angestrebt wird eine gleichmäßige
Feuchtekonzentration über den gesamten Quer schnitt.
Diese wird sich jedoch nur bei Teilen mit Wanddicken kleiner
als etwa 3 mm nach der Entnahme aus dem Konditionierbad
schnell einstellen. Bei dickeren Teilen zeigt es sich, dass sich
in der Oberflächenschicht ein wesentlich höherer Feuchtigkeitsgehalt
einstellt und der Kern nahezu trocken bleibt.
Lagert man solche Teile nach der Konditionierung an der
Luft, so wird ein Teil des Wassers aus der nahezu wassergesättigten
Oberflächenschicht wieder an die Luft abgegeben,
ein anderer Teil des Überschusses dringt weiter in den
noch trockenen Kern ein. Versuche haben ergeben, dass bei
dicken Teilen bis zu 50 % des durch Konditionierung aufgenommenen
Wassers wieder auswandern können. Es ist
daher ratsam, Teile aus Ultramid ® nach der Konditionierung
feucht verpackt, zu lagern, z. B. in Beuteln aus PE. Eine
geringfügige Abgabe von Wasser aus der gesättigten Oberflächenschicht
ist unbedenklich. Die Praxis hat gezeigt, dass
ein Feuchtigkeitsgehalt von etwa 2,5 % bei Ultramid ® A- und
B-Marken in den meisten Fällen ausreicht; denn das entspricht
etwa einem Gleichgewichtsgehalt bei 23 °C und einer
relativen Feuchte von 40 % bis 50 %.
Ermittlung der Konditionierzeit
Mittels Diffusionsgesetz
Die Wasseraufnahme bei Ultramid ® -Teilen folgt annäherungsweise
einem vereinfachten Diffusionsgesetz:
t = ––– · ––––––– · s 2 · —
C t
2
1 1
C s
2
2,256 2 D
Dabei ist c t
der Wassergehalt (%) zur Zeit t, c s
der Wassergehalt (%)
bei Sättigung, c t
/c s
der Sättigungsgrad, D die Diffusionszahl (cm 2 /s)
und s die Walddicke (mm). Die Zahl 2,256 ist ein Faktor, der von
der geometrischen Form (es handelt sich um Platten) abhängt.
Die Diffusionszahl ist vom Poyamid-Typ abhängig ( Tabelle 2) und
erhöht sich mit der Temperatur besonders stark. Auf dieses
Ansteigen ist die rasche Wasseraufnahme bei erhöhter Temperatur
zurückzuführen. Die für einen bestimmten Wassergehalt
notwendige Konditionierzeit t nimmt, wie sich aus der Gleichung
ergibt, mit dem Quadrat der Wanddicke zu. Erfordern z. B. 1,5 mm
Wanddicke 18 h, so muss bei 3 mm die 4 fache Zeit, das heißt
72 h lang, gelagert werden, um bei gleichem Klima und Material
den gleichen Wassergehalt zu erreichen.
Mittels Konditionierdiagrammen und Nomogramm
Aus Abb. 5 bis 8 können die Konditionierzeiten für Ultramid ® A
und B (PA 66, PA 6) in Abhängigkeit von der Wanddicke und
der Temperatur bei dauernder Einwirkung von wässrigen Medien
entnommen werden. Diese Diagramme sind für die Konditionierung
bei Lagerung in Wasser in den meisten Fällen anwendbar.
Darüber hinaus kann das Konditioniernomogramm (Abb. 9) angewendet
werden. Es ist besonders nützlich in den Fällen, in denen
die Diagramme zur Ermittlung der Konditionierzeit nicht mehr
ausreichen.
Beispiel: Ein Spritzgussteil aus Ultramid ® A3K, mittlere
Wanddicke s = 10 mm, soll in Wasser von 90 °C auf einen
Wassergehalt von c t –~ 2,3 % konditioniert werden. Gesucht
ist die erforderliche Konditionierzeit.
Lösung: Im Bild 9a wird die Wasserbadtemperatur ( 90 °C ) mit der
Wanddicke (10 mm ) verbunden. Der Schnittpunkt dieser Geraden
mit der Leitlinie ist der Punkt P. Ausgehend von dem gewünschten
Feuchtigkeitsgehalt (2,3% – linkes Raster) wird eine Gerade
durch den Punkt P gezogen. Der Schnittpunkt dieser Geraden mit
der Zeitachse ergibt die gewünschte Konditionierzeit (20 h).
Ultramid ®
C t
(%) Gleichgewichtsfeuchtigkeit
im NK 23 / 50
C s
(%) Wassergehalt bei
Sättigung DIN EN ISO 62
Diffusionszahl D · 10 -8 (cm 2 /s)
bei einer Wassertemperatur von
< 80 °C > 80 °C 20 °C 40 °C 60 °C 80 °C 100 °C 120 °C
B-Marken unverstärkt
glas. (30 %)
3,0
2,1
8,5 bis 9
5,8
10
6
0,4
0,4
1,5
1,5
5,5
5,5
20
20
55
55
150
150
A-Marken unverstärkt
glas. (30 %)
2,5 bis 2,8
1,7
7,5 bis 8
5
9
5,5
0,2
0,2
0,9
0,9
3,5
3,5
12
12
35
35
90
90
T-Marken unverstärkt
glas. (30 %)
1,6 bis 2,0
0,6 bis 1,0
6,5 bis 7,5
4 bis 5
Tab. 2: Konditionierung von Platten aus Ultramid ® . Bestimmung der Konditionierzeit in Wasser mit der Diffusionszahl D.

10
Konditionieren von Fertigteilen aus Ultramid®
Ermittlung der Konditionierzeit
Gebrauch des Nomogrammes: 1. Wasserbadtemperatur mit Wanddicke verbinden Punkt P (= Schnittpunkt mit der Leitlinie)
2. Gewünschten Feuchtigkeitsgehalt mit P verbinden Konditionierzeit
Ultramid ® A-Marken
gewünschter Feuchtigkeitsgehalt
unverstärkt
glasfaserverstärkt
30 %
Wasserbadtemperatur Leitlinie Wanddicke Zeit
0,5 mm
0,1 h
0,25 h
4 %
3 %
2,5 %
2 %
1,5 %
1 %
2,5 %
2 %
1,5 %
1 %
100 °C
80 °C
60 °C
40 °C
P
1 mm
1,5 mm
2 mm
2,5 mm
3 mm
4 mm
5 mm
6 mm
7 mm
8 mm
9 mm
10 mm
0,5 h
0,75 h
1 h
2 h
3 h
4 h
5 10 h
20 h
1 d
2 d
3 d
4 d
5 d
10 d
0,5 %
20 °C
15 mm
20 d
30 d
40 d
50 d
Abb. 9a: Nomogramm zur Ermittlung der Wasseraufnahme von Ultramid ® A nach dem Diffusionsgesetz. (Das Beispiel gemäß S. 9
ist eingezeichnet.)
Ultramid ® B-Marken
gewünschter Feuchtigkeitsgehalt
unverstärkt
glasfaserverstärkt
30 %
Wasserbadtemperatur Leitlinie Wanddicke Zeit
0,5 mm 0,1 h
100 °C
0,25 h
4 %
2,5 %
80 °C
1 mm
1,5 mm
0,5 h
0,75 h
1 h
2 h
3 %
2,5 %
2 %
1,5 %
60 °C
2 mm
2,5 mm
3 mm
3 h
4 h
5 10 h
2 %
1,5 %
1 %
1 %
0,5 %
40 °C
20 °C
4 mm
5 mm
6 mm
7 mm
8 mm
9 mm
10 mm
15 mm
20 h
1 d
2 d
3 d
4 d
5 d
10 d
20 d
30 d
40 d
50 d
Abb. 9b: Nomogramm zur Ermittlung der Wasseraufnahme von Ultramid ® B nach dem Diffusionsgesetz.

Konditionieren von Fertigteilen aus Ultramid ®
Das Verhalten konditionierter Fertigteile bei normalen jahreszeitlichen Klimaschwankungen
11
Das Verhalten konditionierter Fertigteile bei
normalen jahreszeitlichen Klimaschwankungen
So langsam bei der Lagerung trockener Teile an der Luft
Feuchtigkeit in sie eindringt, so langsam geben konditionierte
Teile bei veränderten Klimaverhältnissen ihre Feuchtigkeit
wieder ab. Das führt dazu, dass sich bei Schwankungen der
Luftfeuchtigkeit der Feuchtigkeitsgehalt im Teil nur unwesentlich
und mit beträchtlicher Verzögerung ändert.
Da mit dieser geringen Feuchtigkeitsschwankung eine noch
um den Faktor 3 geringere lineare Maßänderung verbunden
ist, sind Klima schwankungen in der Praxis meist vernachlässigbar.
Verhalten bei tiefen Temperaturen
Auch bei tiefen Temperaturen und der dabei bestehenden
geringen absoluten Luftfeuchtigkeit neigen Teile aus Ultramid ®
nicht zum Austrocknen und zum Verspröden, denn je tiefer
die Temperatur, desto geringer wird die Feuchtigkeitsabgabegeschwindigkeit.
Versuche in dieser Richtung ergaben die
folgenden Werte:
Ultramid ® unverstärkt A B
Anfangswert 2,7 3,0
bei 20 °C nach 30 d
Trockenlagerung
bei -25 °C nach 30 d
Trockenlagerung
1,7 1,9
2,4 2,3
Da die Wanderungsgeschwindigkeit des Wassers in Polyamid
mit sinkender Temperatur stark abnimmt und deshalb
das einmal absorbierte Wasser bei tiefen Temperaturen
trotz geringer Luftfeuchtigkeit nur sehr langsam abgegeben
wird, bleibt die Zähigkeit von Ultramid ® -Teilen auch bei der
Außenanwendung im kalten Klima erhalten. Die weichmachende
Wirkung des Wassers im Polyamid, die eine Erhöhung
der Schlagzähigkeit zur Folge hat, bleibt also auch
bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt bestehen. Es trifft
nicht zu, wie oft irrtümlich angenommen wird, dass das
absorbierte Wasser im Polyamid „gefriert“ und dadurch die
Teile spröde macht.
Maßänderung durch Feuchtigkeitsaufnahme
Bei der Konstruktion eines Fertigteils ist zu berücksichtigen,
dass sich die Längenmaße je nach Feuchtigkeitsaufnahme
ändern. Allerdings sind diese Änderungen bei den verstärkten
Marken erheblich geringer als bei den unverstärkten; im
Mittel betragen sie bei den nicht verstärkten Marken etwa ¼
der Gewichtszunahme in Prozent, das heißt, bei einer Wasseraufnahme
von 2 Gew.-% beträgt die Längenzunahme etwa
0,5 %. Bei den verstärkten Marken ist die Längenzunahme
von der Faserorientierung abhängig. In Faserrichtung ist die
Längen zunahme nur noch etwa ¼ der Längenzunahme bei
den unverstärkten Marken.
Tab. 3: Feuchtigkeitsgehalte (%) bei Ultramid ® -Teilen mit 1 mm
Wanddicke

12
Konditionieren von Fertigteilen aus Ultramid®
Mögliche Auswirkungen beim Konditionieren und deren Vermeidung
Mögliche Auswirkungen beim Konditionieren und
deren Vermeidung
Korrosionsinhibierung bei Spritzgussartikeln mit
eingelegten Stahlteilen
Beim Konditionieren von Spritzgussteilen mit eingelegten
Stahlteilen ist im Normalfall mit einer Korrosion des Metalls
zu rechnen. Die Korro sion kann beim Konditionieren mit
heißem Wasser oder mit Dampf durch Zusätze, z. B. durch
bestimmte basische Stoffe, wie 0,2 % bis 0,5 % Hexamethylentetramin,
verhindert werden. Eine Schädigung von
Ultramid ® ist dabei nicht zu befürchten.
Verfärbungen
Wie bei jeder Wärmebehandlung kann es auch beim Konditionieren,
besonders bei Teilen mit hellen Einfärbungen, zu
einer störenden Verfärbung kommen. Ihre Intensität – im allgemeinen
handelt es sich um einen Gelbstich – ist abhängig
von der Temperatur-Zeit-Beanspruchung und von den Verarbeitungsbedingungen.
Thermooxidativ geschädigtes oder
regenerathaltiges Material neigt besonders zur Verfärbung
beim Konditionieren, wobei eingeschleppte Eisenspuren,
z. B. durch Messerabrieb beim Mahlen von Abfällen, farbverstärkend
wirken. Ultramid ® A kann sich unter bestimmten
Bedingungen auch rosa verfärben.
Vermeiden von weißen Niederschlägen beim
Konditionieren von Ultramid ® B -Teilen
Ultramid ® B enthält geringe Mengen niedermolekularer Anteile.
Bei Lagerung in heißem Wasser können diese Anteile an
die Oberfläche der Ultramid ® -Teile wandern und dort gelegentlich
weiße Flecken bilden. Diese Niederschläge sind in
wasserhaltigen Alkoholen gut löslich und können daher z. B.
mit Spiritus oder Isopropanol leicht entfernt werden. Wenn
eine nachträgliche Reinigung mit Alkohol nicht in Betracht
kommt, sollte man, um einen Niederschlag von vornherein
zu vermeiden, statt in heißem Wasser in mäßig warmem
Feuchtklima konditionieren (Temperatur < 60 °C).
„Wasserflecken“ durch niedergeschlagene Carbonathärte
können bei übermäßig hartem Wasser und hoher Temperatur
auftreten. Sie sind gegebenenfalls durch Temperaturherabsetzung
oder durch Enthärtung nach den bekannten
Verfahren vermeidbar.
Auswirkungen fehlerhafter Verarbeitung beim
Konditionieren
Setzt man dem Bad – wobei das Wasser die Qualität von
Trinkwasser haben und weitgehend frei von Schwermetallspuren
sein sollte – 0,2 % bis 1 % Natriumbisulfit zu, eine im
Fachhandel leicht erhältliche, für Ultramid ® unschädliche
und in der Handhabung einfache Verbindung, können
Ver färbungen völlig verhindert werden. Mit Natriumbisulfit
lassen sich verfärbte Teile auch wieder entfärben, wozu
im allgemeinen eine bis dreitägige Lagerung in einem etwa
80 °C heißen Bad erforderlich ist.
Zu beachten ist ein schwacher Geruch der natriumbisulfithaltigen
Lösungen nach schwefliger Säure, wie er auch
z. B. beim Schwefeln von Weinfässern auftritt. Außerdem
sollte die Beständigkeit der Gefäße gegen diese Lösungen
überprüft werden.
Ebene Flächen verziehen sich häufig z. B. an Gehäusen.
Dies tritt beim Lagern in Wasser und im Feuchtklima schon
bei mäßiger Temperatur auf, da sich bei der Erweichung
durch die Feuchtigkeitsaufnahme eventuell vorhandene
Eigenspannungen des Teils lösen. Dieser Schwierigkeit
kann teilweise durch sorgfältige Konstruktion, durch die
Gestaltung des Angusses sowie der Wahl der richtigen
Werkzeugoberflächentemperatur begegnet werden. Vielfach
kann ein Verzug dadurch vermieden werden, dass man bei
Raumtemperatur oder in mäßiger Wärme auf einen geringen
Wassergehalt, z. B. auf 1 % bis 1,5 %, konditioniert. Glasfaserverstärkte
Produkte neigen stärker zum Verziehen als
Teile aus ungefüllten Marken.
Bei Teilen mit schlecht verschweißten Fließnähten können
sich beim Konditionieren Risse bilden. Diese Gefahr besteht
bei allen Teilen, die bei zu niedriger Masse- und Werkzeugoberflächentemperatur
gefertigt wurden. Wenn dieser Effekt
auftritt, empfiehlt sich eine polarisationsmikroskopische
Gefügeuntersuchung, durch die sich der Erfolg der verarbeitungstechnischen
Maßnahmen leicht überprüfen lässt.

Konditionieren von Fertigteilen aus Ultramid ®
Für Ihre Notizen
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Für Ihre Notizen

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Konditionieren von Fertigteilen aus Ultramid®
Für Ihre Notizen

Ausgewählte Produktliteratur zu Ultramid ® :
Ultramid ® – Hauptbroschüre
Ultramid
®
– Sortimentsübersicht
Ultramid ® , Ultradur ® und Ultraform ® – Verhalten gegenüber Chemikalien
Zur Beachtung
Die Angaben in dieser Druckschrift basieren auf unseren derzeitigen Kenntnissen
und Erfahrungen. Sie befreien den Verarbeiter wegen der Fülle möglicher Einflüsse
bei Verarbeitung und Anwendung unseres Produktes nicht von eigenen Prüfungen
und Versuchen. Eine Garantie bestimmter Eigenschaften oder die Eignung des Produktes
für einen konkreten Einsatzzweck kann aus unseren Angaben nicht abgeleitet
werden. Alle hierin vorliegenden Beschreibungen, Zeichnungen, Fotografien,
Daten, Verhältnisse, Gewichte u. Ä. können sich ohne Vorankündigung ändern und
stellen nicht die vertraglich vereinbarte Beschaffenheit des Produktes dar. Etwaige
Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und Bestimmungen sind vom Empfänger
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