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Materialwissenschaften
Hochtemperatur-stabilisiertes Polyamid für Motorraumteile
Rasante Technik mit langsamer Alterung Neuartige Hitzefestausstattung verbessert Dauerbeständigkeit
Kunststoffe werden zunehmend zum Material der Wahl im Motorraum von Kraftfahrzeugen. An ihre thermische Stabilität werden jedoch immer höhere Anforderungen gestellt. Grund dafür ist der Trend, durch Erhöhung der Verbrennungstemperaturen den Wirkungsgrad der Motoren zu steigern. Die thermische Belastung des Materials wird durch die Kapselung des Motorraums zum Zweck der Verringerung von Geräuschemissionen noch gesteigert. Mit einem neuen, hochtemperatur-stabilisierten Polyamid stellt die Bayer AG einen leistungsfähigen und langlebigen Werkstoff zur Verfügung, der für Einsatztemperaturen bis 160 °C geeignet ist.
Eine herausragende Eigenschaft des glasfaserverstärkten Polyamid 6 Werkstoffs, der unter dem Namen Durethan® BKV 30 HTS (HTS steht für High Temperature Stabilisation) angeboten wird, ist seine dauerhafte Schlagzähigkeit: Auch nach 3000 Stunden Einsatz im Dauerbetrieb bei einer Temperatur von 150 °C sinkt die Izod-Schlagzähigkeit nur auf etwa die Hälfte des ursprünglichen Werts ab. Unter Praxisbedingungen entspricht das einer ununterbrochenen Motorleistung über eine Entfernung von etwa 150 000 Kilometern. Dieses Ergebnis übertrifft die Leistungsfähigkeit herkömmlicher, mit Kupfersalzen stabilisierter Polyamide bei weitem, dort wird dieser Wert bereits deutlich früher erreicht. Im Vergleich zu marktgängigem Polyamid 46, das mit einer Standard-Kupferstabilisierung ausgerüstet ist, stellt das Material zudem bei Langzeittemperaturbelastung um 150 °C mit Temperaturspitzen bis 190 °C eine kostengünstigere Alternative dar.
Die außergewöhnliche Beständigkeit konnte auch in praktischen Versuchen mit Serienbauteilen bzw. seriennahen Bauteilen, z.B. Sechs-Zylinder-Ansaugrohren, bewiesen werden. Zu diesem Zweck wurden die Rohre bei einer Temperatur von 120 °C im Ofen gelagert und gleichzeitig innen von 160 °C heißer Luft durchströmt. Die Berstdruckprüfung nach 500 Stunden unter diesen Bedingungen ergab für das Durethan HTS im Vergleich zu anderen Polyamid-Werkstoffen um 20 % verbesserte Werte.
Die Stabilisierung wird durch eine Kombination verschiedener Spezialadditive erreicht, die gewährleistet, dass der aktive, auf Kupfer basierende Stabilisator deutlich langsamer freigesetzt und verbraucht wird als bei der herkömmlichen Kupferstabilisierung für Polyamid.
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