Polyphthalamid
Polyphthalamid (PPA) ist ein teilaromatischer Hochleistungskunststoff, der sich durch außergewöhnliche Wärmeformbeständigkeit auszeichnet. PPA-Kunststoff ist für Bauteile der Automobil- und Elektronikindustrie mit hohen Ansprüchen häufig die wirtschaftlich und technisch beste Wahl.
Kurzzeichen
PPA
Summenformel
-
CAS-Nr.
27135-32-6
Allgemeine Beschreibung
PPA-Kunststoffe sind Thermoplaste, die zu den halb kristallinen aromatischen Polyamiden gehören und in der Regel in einer mit Glas oder Mineralien verstärkten oder gefüllten Form zum Einsatz kommen, um die Steifigkeit für Hochtemperaturanwendungen zu erhöhen. Polyphthalamid zeichnet sich durch eine hohe Wärmeformbeständigkeit, gute Dimensionsstabilität und geringen Verzug sowie eine minimale Feuchtigkeitsaufnahme aus. PPA-Kunststoff ist nicht nur sehr steif und zugfest sondern weist auch eine deutlich höhere Kerbschlagzähigkeit als vergleichbare Kunststoffe auf. PPA-Kunststoff wird häufig anstelle von Metall oder teureren Thermoplasten eingesetzt.
Definition
PPA-Kunststoffe sind teilkristalline aromatische Polyamide und gehören zur Klasse der Thermoplaste. Polyphthalamide sind semi-aromatische Polyamide mit Amidgruppe. Die Eigenschaften von PPA-Kunststoffen unterscheiden sich im Vergleich zu den aliphatischen Polyamiden und den aromatischen Polyamiden (Aramide).
Herstellung
Für die Herstellung von Polyphthalamid wird Terephthalsäure oder Isophthalsäure bzw. eine Kombination aus beiden sowie mindestens ein aliphatisches Diamin wie beispielsweise Hexamethylendiamin benötigt. PPA-Kunststoffe sind nur teilweise aromatisch, da der aromatische Säureanteil 55 Molprozent oder mehr der sich wiederholenden Einheiten in der Polymerkette ausmacht. Der aromatische Teil des Polymergerüsts hat wesentlichen Einfluss auf die Eigenschaften des Werkstoffes, indem er den Schmelzpunkt, die Steifigkeit, die Wärmeformbeständigkeit sowie die chemische Beständigkeit erhöht und gleichzeitig die Feuchtigkeitsaufnahme verringert.
Eigenschaften
Neben der hervorragenden Wärmeformbeständigkeit zeichnet sich Polyphthalamid durch eine gute Dimensionsstabilität bei geringem Verzug aus. Zugfestigkeit, Steifigkeit und Kerbschlagzähigkeit sind hoch, die Feuchtigkeitsaufnahme ist mit 0,1 bis maximal 0,3 % gering und niedriger als bei anderen Polyamiden. Damit weisen PPA-Kunststoffe eine minimale Verformung durch Wasserabsorption auf.
Die Glasübergangstemperatur von PPA-Kunststoffen steigt mit dem Anteil an Terephthalsäure. Bestehen mehr als 55 % des sauren Anteils eines PPA-Kunststoffes aus Isophthalsäure, so verhält sich das Copolymer amorph. Amorphe PPA-Kunststoffe eignen sich für Verzug und Transparenz. Die Kristallinität des Werkstoffes trägt im Temperaturbereich zwischen der Glasübergangstemperatur und dem Schmelzpunkt zur chemischen Beständigkeit und zu den hervorragenden mechanischen Eigenschaften bei.
Chemische Beständigkeit
Im Vergleich zu herkömmlichen Polyamiden weisen Polyphthalamide eine höhere Chemikalienbeständigkeit auf. PPA-Kunststoffe sind gegenüber diversen aggressiven Chemikalien medienbeständig, beispielsweise bei Bremsflüssigkeit, synthetischem Motoröl, Biodiesel-Treibstoff, Transmissionsflüssigkeit, Glykolen, Streusalz, Schwefelsäure, Zinkchlorid, Calciumchlorid sowie Transformatoröl.
Polyphthalamide haben eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und haften direkt an einer Reihe von Elastomeren, wie etwa Kunststoff-Kautschuk-Verbund, ohne einen Haftvermittler zu benötigen. Unbehandelte PPA-Compounds sind nicht flammhemmend und werden von starken Oxidationsmitteln sowie Mineralsäuren, Ameisensäure und Essigsäure angegriffen.
Verarbeitungstechniken
Der Großteil der nicht faserigen PPA-Kunststoffe kommt als Granulat in den Handel und wird durch Spritzgießen verarbeitet. Polyphthalamid lässt sich verschweißen, verschrauben, kleben, nieten, schnappverbinden und löten. Die mechanische Bearbeitung erfolgt durch Sägen, Hobeln, Fräsen, Bohren oder Drehen. Die Oberflächen von PPA-Kunststoffen lassen sich problemlos lackieren.