Polyamid ohne Nebenwirkung stabilisieren
Das IKT entwickelt gemeinsam mit Oca-Tec neue Polyamid-Compounds, die ohne die Nachteile bisheriger Additive gegen Hitze stabilisiert werden.
Das Institut für Kunststofftechnik (IKT), Stuttgart, entwickelt gemeinsam mit der Firma Oka-Tec, Bönen, neuartig modifizierte Polyamide, die ohne die Nebenwirkungen bisheriger Additive gegen Hitze stabilisiert werden. Derartige Hochleistungskunststoffe können ein wichtiger Schlüssel für die E-Mobilität von morgen sein.
E-Mobilität braucht hitzestabile Polyamide
Die Elektromobilität verlangt nach neuartigen Hochleistungskunststoffen. Sie müssen fest, steif und maßhaltig sein, zudem dürfen sie nicht vorzeitig altern. Eine aktuelle Herausforderung besteht darin, dass sich das weit verbreitete Polyamid 6.6 (PA66) ohne entsprechende Additivierung unter dauerhaft hohen Einsatztemperaturen und direktem Kontakt zu unterschiedlichen Medien allmählich zersetzt (oxidativer Abbau).
In einem zweijährigen Forschungsvorhaben eruieren die Projektpartner IKT und Oka-Tec, wie sich die Medien- und Hitzebeständigkeit von PA66 steigern lässt – unter Einsatz eines neuartigen Stabilisators auf Basis hochpolymerer organischer Amine (HPOA). Bisher wird PA66 mit Kupfer oder Halogenen gegen hohe Einsatztemperaturen stabilisiert. Diese Stabilisatoren verändern jedoch die elektrischen Eigenschaften oder erschweren das Recycling. Neuartige HPOA-Stabilisatoren zeigen diese Nachteile nicht.
Mit neuartigen Aminen stabilisieren
Im Projekt wird der Effekt von drei HPOA-Stabilisatoren untersucht. Diese Antioxidantien unterscheiden sich beispielsweise in der Anzahl ihrer funktionellen Endgruppen und nehmen einen Massenanteil von etwa 1 % im PA66 ein. Sie verbessern die Temperaturbeständigkeit des Werkstoffs bei 150 °C dauerhaft und steigern zudem die Medienbeständigkeit in einem Glykol-Wasser-Gemisch bei 135 °C.
Diese Bedingungen simulieren das anspruchsvollere Umfeld der Polyamide in einem Elektroauto. Dabei lassen sich bestimmte Werkstoffeigenschaften nur durch eine Verstärkung mit Glasfasern erzielen. Durch diese Fasern hingegen können Medien einfacher in den Werkstoff dringen. Das macht sie empfindlicher gegenüber dem oxidativen Abbau. Dieses Beispiel zeigt, wie komplex das Zusammenspiel von Polymeren und Additiven in Hochleistungskunststoffen sein kann.
Die Firma Oka-Tec verfügt über Know-how in der Synthese hochpolymerer organischer Amine. Das IKT zeichnet sich durch Erfahrungen in der Entwicklung von neuen Werkstoffen aus. Diese Kompetenzen werden in dem Projekt zusammengeführt, um neuartige, temperaturbeständige Polyamide zu entwickeln. Dem IKT fällt dabei die Aufgabe zu, ein Aufbereitungsverfahren zur Einarbeitung der HPOA-Stabilisatoren zu entwickeln und die Eigenschaften der neuen Polyamid-Compounds im Detail zu prüfen. mg
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