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Polymer

Polymer

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Viele neue Dichtungslösungen basieren auf moderner Werkstofftechnik, um wachsende Anforderungen zu erfüllen. Dabei den richtigen Werkstoff für den jeweiligen Anwendungsfall zu finden, ist, unter Berücksichtigung aller Aspekte, eine schwierige Aufgabe. Dies ist ein Ergebnis der diesjährigen Umfrage zu diesem Themenbereich, an der sich rd. 130 Personen beteiligt haben. Die Einschätzungen sind wieder nach Anwendern und Herstellern bzw. Lieferanten getrennt ausgewertet. [...]

 

ISGATEC: Media - Fachartikel 1

Dass „neue Mobilitätslösungen“ derzeit die Schlagzeilen beherrschen, darf nicht darüber hinwegtäuschen, dass auf absehbare Zeit noch viele Fahrzeuge verbrennungsmotorisch angetrieben werden. Dass auch hier die Entwicklung nicht stillsteht, zeigt u.a. ein neuer HT-ACM-Werkstoff für Hochleistungsdichtungen.

Hybridkonzepte, d.h. eine Kombination aus E- und Verbrennungsmotoren, erlauben heute eine weiterhin uneingeschränkte Mobilität bei gleichzeitig reduziertem CO2-Ausstoß. Hier spielen Dichtungen aus Hochleistungswerkstoffen eine zentrale Rolle. Mit den steigenden Anforderungen an Dichtungen steigen zwangsläufig die Anforderungen an die eingesetzten Elastomere. Moderne Verbrenner müssen verschärfte umweltrechtliche Bestimmungen mit dem Ziel der Emissionsreduktion erfüllen. Dies führt neben Designänderungen an Motor und Antriebsstrang auch zum Einsatz neuer Hochleistungswerkstoffe für Dichtungen. Dabei liegt der Schlüssel in der Kombination aus der maßgeschneiderten Konstruktion der Dichtstellen und der Einsatz moderner Werkstoffe. Hochleistungsdichtungen müssen heute den hohen Anforderungen umweltfreundlicher bzw. emissionsarmer Verbrennungsmotoren gerecht werden. Die Hochtemperaturbeständigkeit der Werkstoffe und die Medienbeständigkeit gegen neuartige und zum Teil aggressive Motoröle sind maßgeblich für die Materialauswahl. Vor diesem Hintergrund wurden neue HT-ACM-Typen entwickelt, die bei hohen Temperaturen und in aggressiven Medien ohne Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit einsetzbar sind. Die HT-ACM-Typen von Zeon sind für den Einsatz in Dichtungen in Verbrennern geeignet, wie eine Studie im Hinblick auf ihre Beständigkeit gegenüber Schmierstoffen, Getriebeölen sowie sauren und basischen Kondensaten bei hohen Temperaturen zeigt.

Polyacryl-Kautschuke (Polyacrylate) sind Polymere auf Basis von Acrylsäureestern, die außerdem Monomere mit reaktiven Gruppen enthalten, um eine Vernetzung zu ermöglichen. Aufgrund der gesättigten Hauptkette weisen sie eine ausgezeichnete Beständigkeit in anspruchsvollen Umgebungsbedingungen auf. In der ASTM- und der SAE-Klassifizierung sind Polyacrylat-Elastomere unter dem Begriff „ACM“ bekannt. Sie werden mit D2000 bzw. J200 bezeichnet und gehören zur Gruppe der öl- und hochtemperaturresistenten Spezialkautschuke mit einer Dauertemperaturbeständigkeit von 150 °C (ACM-Typen) bzw. 175 °C (HT-ACM-Typen). ACM wird zu 80% im Automobilbereich eingesetzt, wo die meisten OEM-Spezifikationen verfasst werden. Diese zeigen deutlich, dass ACM viel leistungsfähiger ist, als die ASTM- bzw. SAE-Klassifizierungen zeigen. Mit der HyTemp® ACM-Produktlinie von Zeon stehen Werkstoffe zur Verfügung, die im Dauertemperaturbereich von -40 °C bis 175 °C und bei kurzzeitigen Temperaturbelastungen von bis zu 200 °C einsetzbar sind. Diese ACM-Typen werden derzeit von allen großen OEMs weltweit spezifiziert und eingesetzt. [...]

Dr. Marcus Santoso (Zeon Europe GmbH)
ISGATEC: Media - Fachartikel 1

Hochleistungswerkstoffe ersetzen angesichts steigender Anforderungen an Bauteile, wie z.B. Dichtungen, in zunehmendem Maße Standardwerkstoffe. PTFE mit all seinen Varianten ist dafür ein gutes Beispiel. Allerdings sollte man verschiedene Aspekte für einen effizienten Einsatz berücksichtigen.

Überall da, wo extremere Anforderungen an ein Material gestellt werden und konventionelle Materialien an ihre Grenzen stoßen, eröffnet PTFE durch seine Medienbeständigkeit neue Potenziale. Damit ist es besonders für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie interessant. PTFE wird aber auch in vielen anderen Branchen eingesetzt. Es hält extrem niedrigen wie auch hohen Temperaturen, Witterungseinflüssen, Ozon und UV-Strahlung stand. Rahmenbedingungen, die viele andere Polymere verspröden lassen, sind für PTFE-Dichtungen und -Formteile kein Problem. Lediglich flüssiges Natrium und Fluorverbindungen greifen diesen Kunststoff an. Zu den wichtigsten Eigenschaften zählen:

• eine Temperaturbeständigkeit von -200 °C bis +260 °C

• die chemische Beständigkeit gegenüber fast allen Medien

• absolute Antihaftung

• sehr gute elektrische Isolationseigenschaften

• der niedrigste Gleitreibungskoeffizient aller Feststoffe

• stabile Dielektrizitätskonstante bei Einsätzen im Hochfrequenzbereich.

Doch bei so viel Licht, gibt es auch Schatten. So ist z.B. bei Dichtungslösung das ausgeprägte Fließverhalten dieses Werkstoffes zu berücksichtigen. Deshalb ist es wie bei allen Hochleistungswerkstoffen wichtig, die Einsatzbedingungen ganzheitlich zu erfassen, was auch die in den jeweiligen Branchen geltenden Normen und Regelwerke betrifft. Für einen effektiven Einsatz dieses Werkstoffes sind also Erfahrung und Know-how notwendig, insbesondere da in Projekten auch immer wieder neue Wege beschritten werden. Dichtungen und Formteile aus PTFE sind selten ein Standardprodukt. Auf Basis seiner langjährigen PTFE-Erfahrung kann Beichler + Grünenwald heute die vielfältigen Möglichkeiten des Werkstoffs PTFE nutzbringend für Anwender ausschöpfen und wirtschaftliche sowie auf den Kunden zugeschnittene Lösungen realisieren. Dazu zählen Halbzeuge, Formpressteile und Fertigteile, z.T. mit Dichtungsfunktion, Beschichtungen und Schweißtechniken. [...]

Roland Huber (Beichler + Grünenwald GmbH)
ISGATEC: Media - Fachartikel 1
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