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K 2013 EMS-Grivory: Polyamide für extreme Temperaturen

| Redakteur: Michael Ziegler

Die stetig steigenden Anforderungen im Motorraum werden Werkstoffe auf Basis aliphatischer Polyamide mittelfristig an ihre Grenzen bringen. EMS-Grivory hat ein neues, hoch-hitzestabilisiertes Polyamid entwickelt.

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Mit den hitzestabilisierten Triple-Six Polyamiden Grilon TSG-W und Grilon TSG-W2 führt EMS- Grivory zwei Werkstoffe für den Temperaturbereich von 210 bis 230°C und Luftdrücke bis 3,3 bar. Im Bild: Der Ladeluftkühler des VW Amarok aus Grilon TSG-W2.
Mit den hitzestabilisierten Triple-Six Polyamiden Grilon TSG-W und Grilon TSG-W2 führt EMS- Grivory zwei Werkstoffe für den Temperaturbereich von 210 bis 230°C und Luftdrücke bis 3,3 bar. Im Bild: Der Ladeluftkühler des VW Amarok aus Grilon TSG-W2.
(Foto: EMS- Grivory )

Downsizing ist einer der Megatrends in der aktuellen Automobilentwicklung. Gesetzliche Vorgaben verpflichten die Autohersteller ihre Flottenverbräuche und damit die CO2-Emissionen ihrer Fahrzeuge drastisch zu reduzieren. Dabei bleiben die kundenseitigen Anforderungen an Komfort und Fahrdynamik unverändert. Um diesen Spagat zu schaffen, setzen die OEMs vermehrt auf Motoren mit kleinerem Hubraum mit einer leistungsfähigeren Turbo-Aufladung. Für die im Ladeluftsystem eingesetzten Materialien bedeutet dies in erster Linie extreme Belastungen durch höhere Ladeluftdrücke und -temperaturen. Hinzu kommt, dass durch zunehmend dichteres Packaging die Temperaturen im Motorraum allgemein ansteigen.

Steigende Anforderungen im Motorraum

Während vor zehn Jahren Ladeluftdrücke von etwa 1,5 bar und Ladelufttemperaturen bis max. 200°C üblich waren, so bewegen sich die Maximaldrücke aktuell im Bereich von 3,3 bar und Dauer- bzw. Spitzentemperaturen von 210°C bis 230°C. Mit den hitzestabilisierten Triple-Six Polyamiden Grilon TSG-W und Grilon TSG-W2 führt EMS-Grivory zwei Werkstoffe für diesen Temperatur- und Druckbereich. Allerdings werden im Zuge der Anpassung der Antriebe an die kommende Euro 6-Norm die Anforderungen weiter steigen, wobei Spitzentemperaturen bis zu 250°C eher die Regel als die Ausnahme bilden werden. Mit diesem Temperaturanstieg bis in die Nähe des Schmelzpunktes aliphatischer Polyamide werden Werkstoffe auf Basis von PA66 und PA6 an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit stossen.

Je heisser desto besser

EMS-Grivory hat sich bereits frühzeitig mit dieser Problemstellung beschäftigt. Während einer eingehenden Forschungstätigkeit wurde eine Reihe von Werkstoffen entwickelt, welche die erhöhten Anforderungen erfüllen sollen – die neuen HT2VS-HH Produkte. Basis dieser Produkte ist das, seit bereits vielen Jahren im Markt verfügbare, Grivory HT2. Die neuen modifizierten Polyphthalamide sind speziell für den Langzeiteinsatz bei extremen Dauertemperaturen ausgelegt. Sie besitzen eine Hitzealterungsbeständigkeit über einen breiten Temperaturbereich von 180°C bis 250°C. Stabilisatorlücken, wie bei anderen hitzestabilisierten Produkten oft üblich, gibt es bei HT2VS-HH nicht. Bemerkenswert am neuen EMS-Werkstoff ist ausserdem, dass die Alterungsbeständigkeit mit steigenden Temperaturen laut EMS-Grivory sogar zunimmt. Im obersten Bereich von 230 bis 250°C besitzen die Produkte einen außergewöhnlich hohen Eigenschaftserhalt. So zeigt HT2VS-HH beispielsweise bei 250°C über 3.000 Stunden eine nahezu konstante Bruchspannung.

Das Spannungs-Dehnungs-Verhalten ist mit einem gleichartig verstärkten PPS auf Augenhöhe, wobei Grivory HT2VS-HH eine höhere Bruchdehnung aufweist. Vergleicht man die Hitzealterungsbeständigkeit beider Materialien nach 1.000 Stunden bei 250°C, zeigt HT2VS-HH eine höhere Beständigkeit. Ausgehend von bereits höher liegenden mechanischen Eigenschaften im angealterten Zustand ist der Eigenschaftserhalt von HT2VS-HH bezüglich Bruchspannung um über 60 Prozent, bezüglich Bruchdehnung gar bis zu über 100 >Prozent höher als bei einer entsprechenden PPS-Type.

Grivory HT2VS-HH wurde laut dem Hersteller bereits bei zahlreichen OEMs und TIER 1 mit positivem Feedback validiert. Beispielsweise wurden die Produkte im Zentrallabor von Volkswagen mit der Labornote 1 für 230°C, und darüber hinaus auch für 250°C freigeprüft.

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