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Miniaturisierung, Integration von Funktionen, Konnektivität.
Dies sind einige der wichtigsten Trends, die heute in praktisch allen Bereichen des Industriedesigns zu beobachten sind. Die Anforderungen an die ökologische Nachhaltigkeit treiben die Innovation voran, während das Streben nach größerer Energieeffizienz neue Wege der Entwicklung eröffnet. Zahlreiche Anwendungen verlangen nach Materialien, die echte und zuverlässige Lösungen bieten und es ermöglichen, immer ehrgeizigere Herausforderungen in den folgenden Bereichen zu meistern:
Welches sind die gemeinsamen Anforderungen dieser Sektoren?
Vor allem Beständigkeit gegen hohe Temperaturen, d. h. Dauertemperaturen von mindestens 150 °C.
Darüber hinaus müssen sie die extreme mechanische Festigkeit aufweisen, die typischerweise bei Metallersatzanwendungen gefordert wird, und sie müssen in der Lage sein, selbst in chemisch aggressiven oder feuchten Umgebungen langfristig ein hervorragendes Leistungsniveau zu gewährleisten.
Dies stellt selbst für technische Polymere immer höhere Anforderungen. Erschwerend kommt hinzu, dass all dies in Form von leicht zu verarbeitenden und wirtschaftlich wettbewerbsfähigen Compounds angeboten werden muss.
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LATI bietet bereits zahlreiche Spezialcompounds an, die für Hochtemperaturanwendungen geeignet sind: von der PPS Reihe LARTON über LARPEEK bis hin zu den Polysulfonen LASULF und LAPEX. Die größte Anwendungsvielfalt bieten die aromatischen Polyamide (Polyphthalamide oder PPA) der LARAMID-Familie, die aus Materialien besteht, die nicht nur hitzebeständig sind, sondern sich auch ideal für den Einsatz in Compounds eignen, die mechanische und thermische Beständigkeit mit hervorragenden elektrischen Eigenschaften, chemischer Inertheit, Flammschutz und Einfärbbarkeit kombinieren. Und genau diese LARAMID-Familie hat LATI nun um ein neues Basispolymer, PA9T erweitert, das sich durch hervorragende Eigenschaften und Vielseitigkeit auszeichnet. Schauen wir uns die LARAMID T-Familie genauer an.
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Die Eigenschaften von PPA hängen hauptsächlich von den Monomeren ab, aus denen das Polymer gewonnen wird. Die aliphatischen und aromatischen Teile des Makromoleküls bestimmen nämlich bestimmte Eigenschaften des Endmaterials, wie seine Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit, Wärmebeständigkeit und Schmelztemperatur, und damit auch die Verfahrensparameter für das Spritzgießen. Im Falle von PA9T besteht die Monomereinheit aus der langen aliphatischen Sequenz (in der Abbildung blau), die die aromatischen Einheiten voneinander trennt.
Diese besondere Eigenschaft macht das resultierende Polymer weniger hygroskopisch als andere Polyamide und trägt gleichzeitig zur Beweglichkeit, Elastizität, dem verbesserten Aussehen und der größeren Dimensionsstabilität des Materials bei.
Dank der LARAMID T-Familie ist LATI in der Lage, Materialien anzubieten, die die typischen Eigenschaften von PPAs aufweisen, aber zäher sind, weniger Probleme mit der Umgebungsfeuchtigkeit haben und sich für das Formen komplexer dünnwandiger Geometrien mit sehr engen Maßtoleranzen eignen.
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Dank der Glasübergangstemperatur des Basispolymers welche nahe bei 130°C liegt, kann LARAMID T sofort zu den Polymeren gezählt werden die sich für den Einsatz in Anwendungen eignen, bei denen Wärmestau ein echtes Problem darstellt. Das Polymer schmilzt bei 290 bis 310°C, was bedeutet, dass sein Übergangsfenster dem anderer PPAs und PPSs ähnlich ist. Dank dieser wichtigen thermischen Eigenschaften und der Stabilität des Moleküls bleiben die LARAMID T-Produkte auch bei Dauergebrauchstemperaturen von bis zu 160 °C zuverlässig; außerdem zeigen sie bis zu Temperaturen von mindestens 100 °C keine nennenswerten Einbußen bei ihren mechanischen Leistungen.
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Im Gegensatz zu anderen PPAs weist das Basispolymer von LARAMID T auch in unverstärkten Compounds ausgeprägte mechanische Eigenschaften auf. Für extreme strukturelle Anwendungen werden jedoch mit Glas- oder Kohlenstofffasern verstärkte Versionen entwickelt.
Die LARAMID T-Familie umfasst Compounds, die mit Glasfasern, Kohlenstofffasern mit hoher Zähigkeit und Kohlenstofffasern mit hohem Modul in Anteilen von bis zu 60%, 30% bzw. 40% verstärkt sind. Es ist von grundlegender Bedeutung, dass die sehr hohen Werte des Elastizitätsmoduls und der Bruchspannung einer viel höheren Bruchdehnung entsprechen, als sie bei ähnlichen Produkten erreicht wird.
Dieser Vorteil führt dazu, dass die Werkstoffe nicht nur steif, sondern auch sehr widerstandsfähig sind, d. h. sie sind in der Lage, die mechanischen Belastungen denen sie ausgesetzt sind zu verteilen, insbesondere in der Nähe von Defekten; dadurch erhöhen sie die Lebensdauer von Teilen, die z. B. zyklischen oder impulsiven Belastungen ausgesetzt sind.
LARAMID T G/50, G/60 und K/35 sind daher Werkstoffe mit bemerkenswerten mechanischen Leistungen, auch bei Ermüdung, Kriechen und Relaxation, Stößen und Vibrationen. Dank der hohen Kristallinität des Polymers hat die Temperatur nur einen begrenzten Einfluss auf die mechanische Reaktion des Materials, wie die auf den folgenden Seiten dargestellten Spannungs-Dehnungs-Kurven zeigen.
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Alle PPAs weisen eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit gegen organische Verbindungen wie Öle, Lösungsmittel, Fette und Kohlenwasserstoffe auf.
Je nach Konzentration und Temperatur können diese Polymere auch mit den meisten anorganischen aggressiven Substanzen wie Säuren, Laugen und Oxidationsmitteln fertig werden.
Ein wichtiges Merkmal der LARAMID T-Compounds ist ihre hohe Hydrolysebeständigkeit, die in Verbindung mit der geringen Feuchtigkeitsaufnahme (die niedrigste unter den PPAs) das Basispolymer sehr vielseitig für Anwendungen macht, bei denen es direkt mit heißem Wasser, Dampf, wässrigen Salzlösungen und Desinfektionsmitteln in Kontakt kommt.
Insgesamt ist die Minderung der mechanischen Eigenschaften durch die hydrolytische Wirkung von heißem Wasser nur geringfügig größer als bei anhygroskopischen Polymeren wie PPS. Die Gleichgewichtsfeuchte in der Luft (25°C, rH 50 %) liegt unter 0,5 %, und dies führt zu mechanischen Eigenschaften, die nur geringfügig durch die Auswirkungen der Arbeitsumgebung beeinflusst werden, selbst wenn diese durch hohe Luftfeuchtigkeit gekennzeichnet ist, wie z. B. in den Ländern des Fernen Ostens oder bei Anwendungen im Motorraum des Automobilsektors.
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Für die Verarbeitung von LARAMID T-Compounds sind keine anderen Geräte oder Maßnahmen erforderlich als für die Verarbeitung anderer PPAs.
Wie üblich sind die Vortrocknung und eine Plastifizierungstemperatur von etwas über 300 °C erforderlich; es genügt, die Werkzeuge auf 130 °C zu erwärmen, d. h. auf eine Temperatur, die mindestens 20-30 °C unter der für ähnliche technische Polymere verwendeten liegt.
Das Basispolymer von LARAMID T weist eine sehr geringe Differenzschwindung auf. Dies ist ein Vorteil, denn so lassen sich auch mit glasfaser- oder kohlefaserverstärkten Typen komplexe Geometrien realisieren.
Dank des hohen Schmelzindexes können auch dünnwandige Kavitäten gefüllt werden, ohne dass die Verarbeitungsbedingungen forciert werden müssen, was der Unversehrtheit des Polymers und damit auch der Ästhetik der hergestellten Produkte zugutekommt.
Hohe Dimensionsstabilität, leichte Formbarkeit und gutes Aussehen sind also weitere wertvolle Eigenschaften dieses Polymers.
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Das Produktportfolio von LATI auf PA9T-Basis umfasst mehrere bereits auf dem Markt befindliche Compounds und viele weitere, die sich in der Entwicklung befinden.
Für weitere Informationen, Muster und technische Datenblätter steht Ihnen der LATI-Customer Service gerne zur Verfügung.
Die Broschüre zur LARAMID T-Familie können Sie auf der Literaturseite herunterladen.