Schlagzäh modifizierte AKROMID®-Compounds
In der Gruppe der technischen Thermoplaste zeichnen sich Polyamide durch eine gute Kombination von mechanischen Eigenschaften, Chemikalienbeständigkeit und Alterungsresistenz aus. Je nach Bedarfsfall werden diese entsprehend gefüllt, verstärkt oder modifiziert.
Die mechanischen Eigenschaften von Thermoplasten werden bekanntlich sehr stark durch die Umgebungsbedingungen, wie Temperatur, Chemikalien oder Bewitterung beeinflusst. Bei Polyamiden spielt vor allem die Konditionierung, also die Feuchtigkeitsaufnahme nach dem Spritzgießen in der Praxis eine große Rolle. Dadurch werden die mechanischen Eigenschaften deutlich beeinflusst. So nimmt etwa die Schlagzähigkeit durch Konditionierung zu.
Die AKRO-PLASTIC GmbH hat zu diesem Zweck eine Produktreihe schlagzäh modifizierter Compounds entwickelt. Diese sind speziell für Anwendungen geeignet, die hohen Belastungen standhalten müssen. Unterschieden wird zwischen kaltschlagzäh (S1) und trockenschlagzäh (S3) modifizierten Compounds. Zur Verfügung stehen unverstärkte und verstärkte Compounds mit unterschiedlichem Glasfasergehalt.
AKROMID® HI
Die Anforderungen an den zu verwendenden Werkstoff variieren, je nach der Art des Bauteils. Aufgrund der Zusammensetzung schlagzäh modifizierter Compounds kann die optimale Kombination von Festigkeit und Zähigkeit eingestellt werden. Unverstärkte, schlagzäh modifizierte Compounds können extrem hohe Schlagzähigkeiten aufweisen. Demgegenüber erzielt man bei den glasfaserverstärkten Typen dieser Produktfamilie eine gute Eigenschaftsbalance bei deutlich höheren Festigkeiten.
Die Schlagzähigkeit nimmt wie zu erwarten bei Raumtemperatur durch Konditionierung für alle Polyamidcompounds in dieser Übersicht zu. Für den Einsatz in trockenem Klima bzw. um eine Konditionierung vor dem Einbau zu umgehen, wurden trockenschlagzähe AKROMID®-Typen entwickelt. So können in vielen Fällen Teile mit Schnappverbindungen direkt nach dem Spritzguss eingeklipst werden, wodurch der Produktionsablauf beschleunigt werden kann. Eine interessante Alternative zu den herkömmlichen schlagzäh modifizierten Compounds stellt das AKROMID® B3 2 RM-D schwarz (3255) dar – ein spezielles PA-ABS Blend mit guter Trockenschlagzähigkeit.
Durch die RM-Einstellung (reduced moisture = verringerte Feuchtigkeitsaufnahme) ist der Einfluss der Konditionierung hier am geringsten. Als Referenzprodukt wurde ein Standard AKROMID® B3 1 schwarz (2501), also ein PA 6 unverstärkt aufgenommen.
Bei -30 °C nimmt die Schlagzähigkeit im konditionierten Zustand jedoch ab. Dies liegt wahrscheinlich in einem komplizierten Zusammenspiel von Schlagzähmodifikator und Polymermatrix.
Feuchtigkeitsaufnahme liegt in der Natur der Polyamide. Durch Konditionierung ändern sich nicht nur die Zähigkeiten, sondern ebenso die Festigkeiten. Je höher die Feuchtigkeitsaufnahme, umso drastischer ist sie. Die Schlagzähmodifikatoren als solches nehmen praktisch keine Feuchtigkeit auf, weshalb die Feuchtigkeitsaufnahme und damit der Einfluss der Festigkeit durch Konditionierung bei diesen Compounds niedriger ist als bei unmodifizierten.
AKROMID® B3 1 schwarz (2501) kann im spritzfrischen Zustand mit höherer Steifheit punkten. Die Feuchtigkeitsaufnahme wirkt sich, mit einer Reduktion des Zug-E-Moduls um mehr als 2 GPa, jedoch deutlich stärker aus, als dies bei schlagzäh modifizierten Compounds der Fall ist. Dies muss bei der Teilekonstruktion berücksichtigt werden.
Deutlich zu erkennen ist, dass sich die Streckspannung von AKROMID® B3 1 und AKROMID® B3 3 S3 10 natur im konditionieren Zustand auf etwa dem gleichen Niveau bewegt.
AKROMID® HI
Schlagzäh modifizierte AKROMID®-Compounds kommen in allen Industriebereichen zur Anwendung.
Bauteile für Sport und Freizeit werden oft mit hohen Kräften oder sogar Stoßbelastungen konfrontiert. Ein interessantes Beispiel ist ein Schlittschuh von T-Blade, bei dem der Kufenhalter mit einem schlagzähen AKROMID® realisiert wurde. Sobald die eigentliche Kufe abgefahren ist, kann diese durch eine neue ersetzt werden. Der Werkstoff erfüllt die hohen Ansprüche des Bauteils auch bei den hier einwirkenden niedrigen Temperaturen.
Als Metallersatz werden zumeist hochverstärkte Compounds verwendet. Die Firma Glazpart hat mit einem hochschlagzäh modifizierten AKROMID®-Compound eine Stahlkonstruktion durch ein intelligent entwickeltes Kunststoffteil ersetzt. Dieses Teil schützt das Ventil von Gasflaschen. Es hat alle Prüfungen im Temperaturbereich von -40 °C bis +65 °C bestanden, die für Gasflaschen mit einem Bruttogewicht von 100 kg erforderlich sind.
Im Automobilbereich sind typische Einsatzgebiete Fensterrahmenverkleidungen, Kabelkanäle, Befestigungselemente oder Gehäuse, die Stoßbelastungen ausgesetzt sein können. Oftmals werden hier trockenschlagzähe Compounds eingesetzt, um den Konditionierschritt beim Zusammenbau zu umgehen. Da Polyamide bei niedrigen Temperaturen deutlich spröder sind als bei Raumtemperatur, werden bei entsprechenden Anforderungen kaltschlagzähe Compounds eingesetzt.
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