PPA
bietet hohe Temperaturbeständigkeit und mechanische Belastbarkeit. Es eignet sich ideal um Metalle in Industrie- sowie Automobilanwendungen zu ersetzen.
Kurzzeichen
PPA
Summenformel
-
CAS-Nr.
27135-32-6
Allgemeine Beschreibung
Polypthalamide (PPA) sind eine Klasse von thermoplastischen Kunststoffen, die sich durch eine Reihe von vorteilhaften Eigenschaften auszeichnen. Im Vergleich zu Polyamid haben PPA-Materialien eine höhere Wärmeformbeständigkeit, sodass sie ihre mechanischen Eigenschaften auch bei erhöhten Temperaturen beibehalten.
Polypthalamide sind teilkristalline, thermoplastische Polymere, deren chemischer Aufbau durch Amidbindungen in der Polymerhauptkette charakterisiert ist. Im Falle von PPA wird mindestens ein Teil der Zusammensetzung durch Terephthalsäure oder Isophthalsäure gebildet. Die verschiedenen Kombinationen ermöglichen die Herstellung von PPA-Typen mit verschiedenen Eigenschaften, die auf spezifische Anwendungsanforderungen zugeschnitten sind.
PPA ist vielseitig einsetzbar und wird in der Automobilindustrie, bei Elektronikanwendungen und in Haushaltsgeräten verwendet. Sein Einsatz als Ersatz für Metallteile ermöglicht eine leichtere und kostengünstigere Lösung, ohne die mechanische Leistungsfähigkeit zu beeinträchtigen, was es zu einer attraktiven Wahl in der modernen Industrie macht.
PPA bietet
Hohe Wärmeformbeständigkeit
PPA-Kunststoffe behalten ihre Form und Funktion selbst bei hohen Temperaturen.
Exzellente mechanische Festigkeit
PPA-Kunststoffe ermöglichen durch ihre hohe Festigkeit und Steifigkeit die Herstellung von strukturellen Bauteilen für hohe Belastungen.
Geringe Feuchtigkeitsaufnahme
Durch die geringe Feuchtigkeitsaufnahme besitzt PPA eine sehr gute Dimensionsstabilität.
Eigenschaften von PPA
Mechanische Eigenschaften
PPA-Kunststoffe sind Hochleistungspolymere, die sich durch eine Reihe herausragender mechanischer Eigenschaften auszeichnen, die sie zu einem bevorzugten Material für anspruchsvolle Anwendungen machen, insbesondere als Metallersatz. PPA-Kunststoffe weisen eine außergewöhnlich hohe mechanische Festigkeit und Steifigkeit auf. Dies gilt sowohl für die Zug- als auch für die Biegefestigkeit, wodurch sie ideal für Bauteile sind, die hohen Belastungen standhalten müssen. Insbesondere glasfaserverstärkte PPA-Typen erreichen sehr hohe Zugfestigkeiten und E-Module.
Thermische Eigenschaften
Die wohl wichtigste thermische Eigenschaft von Polyphthalamid ist seine außergewöhnlich hohe Wärmeformbeständigkeit (HDT: Heat Deflection Temperature). Je nach spezifischem PPA-Typ und Füllstoffgehalt, insbesondere bei glasfaserverstärkten Varianten, liegen die HDT-Werte typischerweise zwischen 250 °C und 300 °C. Dies bedeutet, dass PPA-Bauteile ihre Form und mechanischen Eigenschaften auch bei sehr hohen Temperaturen beibehalten, was sie für Anwendungen unter thermischer Belastung unverzichtbar macht. PPA-Kunststoffe können über einen weiten Temperaturbereich eingesetzt werden. Die typischen Dauertemperaturen, bei denen Polyphthalamid seine mechanischen Eigenschaften langfristig beibehält, liegen um die 170 °C.
Chemische Beständigkeit
PPA-Typen weisen eine sehr gute Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl von Chemikalien auf. Dies umfasst die meisten Kraftstoffe (Benzin und Diesel), Öle (Motoröle sowie Getriebeöle), Bremsflüssigkeiten und Kühlmittel. Auch gegenüber vielen Lösungsmitteln, Säuren und Laugen zeigen PPA-Kunststoffe eine gute bis ausgezeichnete Resistenz. Polyphthalamid ist resistent gegenüber den meisten handelsüblichen Ölen und Fetten, was es zu einem idealen Material für Getriebe-, Motor- und Hydraulikkomponenten macht. Die geringe Quellung und der Erhalt der Festigkeit sind hierbei entscheidend. In Kühlsystemen kommen häufig Glykol-Wasser-Gemische zum Einsatz. PPA zeigt auch hier eine hohe Beständigkeit und ist unempfindlich gegenüber den Korrosionsinhibitoren und anderen Additiven, die diesen Gemischen beigefügt sind.
Weitere spezifische Eigenschaften
Obwohl PPA-Hochleistungspolymere sind und höhere Verarbeitungstemperaturen erfordern als herkömmliche Polyamide, lassen sie sich dennoch effizient im Spritzgussverfahren verarbeiten. Die gute Fließfähigkeit von PPA-Schmelzen ermöglicht die Herstellung komplexer und dünnwandiger Bauteile. Einige PPA-Typen sind flammgeschützt eingestellt und erreichen hohe Klassifizierungen nach UL 94. Diese Eigenschaft ist besonders wichtig für Anwendungen in der Elektronik und Elektrotechnik, wo Brandschutzvorschriften eingehalten werden müssen. Die halogenfreien Flammschutzmittel, die oft in PPA verwendet werden, tragen zu einer besseren Umweltverträglichkeit bei.
Verarbeitungshinweise
Anwendungsgebiete von PPA
Automobilindustrie: Die Automobilindustrie ist eines der Hauptanwendungsgebiete für PPA-Materialien, da sie dort ihre überlegenen mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften optimal ausspielen können. Angesichts des stetigen Bedarfs an Gewichtsreduzierung, höherer Effizienz und der Notwendigkeit, anspruchsvollen Betriebsbedingungen standzuhalten, hat sich PPA dort als idealer Metallersatz etabliert. PPA bietet eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Benzin (auch Ethanol-Beimischungen), Diesel, Motorölen, Kühlmitteln (Glykol-Wasser-Gemische) und Bremsflüssigkeiten. Die geringe Permeation von Kraftstoffen und Feuchtigkeit sowie die hohe Temperaturbeständigkeit sind hier entscheidend. Für Wasserpumpen, Kühlmittelpumpen und andere Fluidförderkomponenten werden PPA-Materialien aufgrund ihrer Steifigkeit, Verschleißfestigkeit und Beständigkeit gegenüber heißen Medien eingesetzt.
Elektrotechnik: Die hohe Dimensionsstabilität, geringe Schwindung und Fließfähigkeit von PPA ermöglichen die Herstellung von präzisen, dünnwandigen Steckverbindern mit engen Toleranzen. Dies ist besonders wichtig für miniaturisierte Steckverbinder in Smartphones, Tablets, Computern und anderen elektronischen Geräten. In Umgebungen mit hohen Temperaturen oder aggressiven Medien, z.B. in der Industrieautomation oder Medizintechnik, schützen PPA-Gehäuse die empfindliche Elektronik. PPA bietet die notwendige elektrische Isolation, hohe Temperaturbeständigkeit und Dimensionsstabilität, um die Wicklungen in Spulenkörpern sicher zu halten und den Anforderungen im Betrieb standzuhalten, auch unter thermischer Belastung durch den Stromfluss. In Geräten wie Kaffeemaschinen, Bügeleisen oder Kochfeldern, wo elektrische Komponenten hohen Temperaturen ausgesetzt sind, kann PPA für Schalter, Anschlüsse oder Gehäuseelemente verwendet werden.
Industrie: Im Maschinen- und Anlagenbau, wo Komponenten oft hohen Belastungen, Temperaturen und aggressiven Medien ausgesetzt sind, finden PPA-Kunststoffe breite Anwendung. Aufgrund ihrer hohen Verschleißfestigkeit, Steifigkeit und der Möglichkeit, tribologische Eigenschaften zu verbessern, werden PPA-Materialien für hochbelastete Zahnräder, Gleitlager und Führungen eingesetzt, insbesondere dort, wo hohe Betriebstemperaturen auftreten. Für Pumpengehäuse, Laufräder, Ventilkörper und Dichtungen in Systemen, die mit aggressiven Chemikalien, heißen Flüssigkeiten oder Gasen arbeiten, bietet PPA eine hervorragende chemische und thermische Beständigkeit. Hochfeste Schrauben, Muttern oder Klammern aus PPA können Metallbefestigungen ersetzen, um Gewicht zu sparen und Korrosion zu vermeiden.
