Hochtemperaturkunststoffe

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Hochleistungskunststoffe sind in der Regel für dauerhafte Betriebstemperaturen von über 150 °C ausgelegt. Diese Materialklasse vereint die herausragenden Eigenschaften von Polymeren - u. a. Gleitreibeigenschaften, ein geringeres Gewicht und chemische Beständigkeit - insbesondere bei dauerhaft hohen Betriebstemperaturen.

Mit speziellen Verstärkungsstoffen, z. B. Glasfasern, Glaskugeln oder Kohlefasern, werden Wärmeformbeständigkeit und Steifigkeit weiter erhöht. Zusatzstoffe wie PTFE, Graphit und Aramidfasern sorgen für eine erhebliche Verbesserung der Gleitreibeigenschaften. Durch die Beimischung von Metallfasern und Ruß wird zudem die elektrische Leitfähigkeit gefördert.

Diese Hochtemperaturwerkstoffe, die sich durch hohe Glasübergangs- und Schmelztemperaturen auszeichnen, sind am besten geeignet, wenn ein Ersatzstoff für Metall gesucht wird. Sie bieten gleichzeitig die überragenden Eigenschaften von Polymeren, u. a. Gleitreibeigenschaften, ein geringeres Gewicht und Chemikalienbeständigkeit. Diese Vorteile können selbst unter dauerhaft hohen Betriebsbedingungen aufrechterhalten werden. Hochtemperatur Polymere sind zum einen als nicht modifizierte wärmebeständige Werkstoffe und zum anderen als modifizierte hochleistungsfähige Thermoplasten erhältlich.

Durch Hinzufügen von Verstärkungsstoffen wie Glas- oder Kohlefasern können Steifigkeit und Wärmeformbeständigkeit verbesserte und eine zusätzliche Dimensionsstabilität geboten werden.

Thermoplaste haben die Eigenschaft, bei Erhöhung der Temperatur über den sogenannten „Erweichungspunkt” weich zu werden und beim Abkühlen wieder zu erhärten. Dieser Vorgang lässt sich beliebig oft wiederholen und wird industriell beim Spritzgießen, Umformen, Blasformen, Extrudieren oder Verschweißen genutzt.


Werkstoff mit vielen Vorteilen

  • Thermoplastische Hochtemperaturkunststoffe mit mechanischen Eigenschaften zeigen ein hohes Maß an Zähigkeit, Festigkeit, Steifigkeit, Ermüdung und Duktilität von hohen Werten.

  • Höhere Toleranz gegenüber Chemikalien, Lösungsmitteln, Strahlung und Hitze

  • Zersetzt sich nicht oder verliert seine Form, wenn er exponiert wird

  • Hat die Fähigkeit, mehrmals zu formen, können sie leicht recycelt werden und haben immer noch die gleiche Größe Integrität und Festigkeit wie zuvor.


Polyamidimide sind thermoplastische Polymere die sowohl Amid- als auch Imidgruppen enthalten.


Polyamidemide mit aromatischen Bausteinen in der Polymerkette sind thermisch sehr stabile Polymere auf Kohlenstoffbasis.

Die Dauergebrauchstemperatur liegt bei 220 °C. Des weiteren besitzen diese Polymere sehr hohe Chemikalienbeständigkeiten und hohe Abreibbeständigkeiten.


Polychlortrifluorethylen (PCTFE)
ist ein vollhalogeniertes Polymer, das zur Gruppe der Thermoplasten zählt sowie ein Homopolymer, das aus dem Monomer Chlortrifluorethylen aufgebaut ist.


PCTFE ist wie andere Fluorkunststoffe sehr beständig gegenüber vielen Chemikalien.
Daneben besitzt PCTFE die höchste Härte, Festigkeit und Steifigkeit unter den Fluorkunststoffen.

PCTFE ist formstabil, sehr gut mechanisch bearbeitbar und kann in einem weiten Temperaturbereich (etwa -240°C bis +205°C) eingesetzt werden.


Polyetheretherketon
(PEEK) ist ein teilkristalliner Thermoplast mit einer maximalen Kristallinität von 48%. Der Werkstoff zählt zu den Hochleistungskunststoffen mit einer Glasübergangstemperatur von 143 °C und einer Schmelztemperatur von 334 °C.

PEEK besitzt folgende hervorragende Eigenschaften

  • Hohe Zug- und Biegefestigkeit
  • Hohe Schlagzähigkeit
  • Hohe Wechselfestigkeit
  • Konstant gute elektrische Eigenschaft bei Temperaturen von 0°C bis 220°C
  • Hohe Formbeständigkeit in der Wärme
  • Günstiges Gleit- und Verschleißverhalten
  • Hohe Strahlenbeständigkeit
  • Hohe Chemikalienbeständigkeit
  • Schwer entflammbar
  • Sehr geringe Gas- und Rauchentwicklung
  • Leicht verarbeitbar


Durch den Zusatz von PTFE, Graphit und Kohlenstoff-Fasern können die guten tribologischen Eigenschaften noch wesentlich verbessert werden.

Die Kombination von PEEK und Kohlestoff-Fasern in Halbzeugen in Form von Bändern und Platten bringt folgende Vorteile

  • 30 % Gewichtsersparnis gegenüber Aluminium
  • Eine höhere Schlagzähigkeit und kein Fortschreiten von Anrissen (Reißverschlußeffekt)
  • Hohe Scher- und Wechselfestigkeit
  • Geringe Wasseraufnahme und hohe Lösemittelbeständigkeit
  • Leichter verarbeitbar als Epoxidharze
  • Geeignet zum Warmverformen, Kaltwalzen und Hohlkörperwickeln
  • Wiederverwendbarkeit von Produktionsrückständen


Polyetherimid (PEI) ist ein zur Gruppe der hochtemperaturbeständigen Kunststoffe zählender Hochleistungsthermoplast.


PEI zählt zu den Polyimiden und ist ein Polymer mit Imid- und Ether-Gruppen in den Hauptketten. Diese Verbindung ist in seiner reinen Form transparent und hat einen goldgelben Farbton. PEI besitzt eine hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit und eine hohe Flammwidrigkeit. PEI ist hydrolysebeständig und ist sehr beständig gegenüber UV-Bestrahlung. In Faserverbundstrukturen besitzt es eine höhere Schlagzähigkeit als duroplastische Matrixsysteme.



Polytetrafluoräthylen (PTFE) ist ein teilkristalliner Fluorkunststoff, der zur Gruppe der Thermoplaste gezählt wird, obwohl er wegen seiner extrem hohen Viskosität oberhalb der Schmelztemperatur nicht wie andere thermoplastische Kunststoffe geformt werden kann.

Als Hauptrohstoffbasis dient das Mineral Calciumfluorid, aus dem in zahlreichen Produktionsschritten das monomere Tetrafluoräthylen gewonnen wird. Zunächst gasförmig wird das Tetrafluoräthylen verflüssigt, gereinigt und anschließend polymerisiert. Durch sein Eigenschaftsbild, das eine optimale Kombination vieler anwendungstechnisch wertvoller Eigenschaften vereint, erschließt sich PTFE ständig neue Einsatzgebiete. Neben einem extrem niedrigen Reibungskoeffizienten weist PTFE vor allem eine hohe Chemikalienbeständigkeit und ausgezeichnete thermische Eigenschaften auf.

PTFE besitzt folgende hervorragende Eigenschaften

  • Hohe Wechsel- und Biegefestigkeit
  • Konstant gute Isolationseigenschaft bei Temperaturen von 0°C bis 250°C
  • Hohe Formbeständigkeit in der Wärme
  • Hohe Dauergebrauchstemperatur bis 250°C
  • Sehr niedrigen Reibungskoeffizienten
  • Hervorragende Antihafteigenschaften
  • Hohe Chemikalienbeständigkeit
  • Nicht entflammbar


Modifiziertes PTFE ist ein PTFE mit einem geringen Gehalt eines perfluorierten Co-Monomeres.

Durch Zugabe des perfluorierten Co-Monomeres und eine leichte Absenkung des Molekulargewichts zeigt modifiziertes PTFE erhebliche Eigenschaftsverbesserungen verglichen zu nicht modifiziertem PTFE.  Verbessert werden Eigenschaften wie u. a. eine geringere Deformation unter Last, eine geringere Porosität, eine höhere Reißdehnung, eine geringere Permeation verschiedener Medien




Als Compound (engl. für Verbundstoff) werden Gemische aus sortenreinen Grundstoffen bezeichnet, denen zusätzlich Füllstoffe, Verstärkungsstoffe oder andere Additive beigemischt worden sind.

Eine Lösung der einzelnen Grundstoffe untereinander findet dabei nicht statt. Durch die Compoundierung werden somit mindestens zwei Stoffe miteinander zu einer homogenen Mischung verbunden. Ziel der Compoundierung ist es, die Eigenschaften der Grundstoffe auf einen bestimmten Anwendungsfall hin zu modifizieren.

PTFE oder PEEK können mit folgenden Füllstoffen gemischt werden

  • Glasfaser
  • Kohle und Kohlefaser
  • Bronze
  • Edelstahl
  • Kundenspezifische Sondercompounds

Material

langlebig, innovativ, ressourcenschonend

 

Recycling

PTFE wird recycelt

Energie

Photovoltaikanlage Heizung mit Wärmerückgewinnung CO2-neutrale Lagerhalle Neue Klimaanlage

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