DuPont: Nachhaltige Innovationen für die Automobilindustrie

In der Automobilbranche steht DuPont Performance Polymers für innovative Werkstoffe und auf umfangreichen Erfahrungen basierende anwendungstechnische Entwicklungen, die auf die Steigerung der Leistungsfähigkeit von Kraftfahrzeugsystemen, mehr Nachhaltigkeit und reduzierte Gesamtkosten ausgerichtet sind. Zur K 2010 stellt DuPont Innovationen in diesem Bereichen in den Mittelpunkt, die der globalen Automobilindustrie helfen können, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen ebenso wie die CO2-Emissionen zu verringern. Dazu gehören hochtemperatur- und chemikalienbeständige Thermoplaste, die längere Bauteillebensdauern ermöglichen und die dazu beitragen können, kleinere Motoren mit hoher Leistung zu entwickeln, Werkstoffe mit geringem spezifischem Gewicht, die Metalle substituieren können und damit helfen können, leichtere Fahrzeuge mit geringerem Verbrauch zu entwickeln, Werkstoffe mit erhöhter Beständigkeit gegen biobasierte Kraftstoffe; biobasierte Werkstoffe mit hohem Leistungspotenzial und emissionsarme Werkstoffe ohne Kompromisse bei den mechanischen Eigenschaften.

Dazu Klaus Bender, Automotive Marketing Manager – Europe: „Wir erwarten dynamische Zeiten in der Automobilindustrie, denn in ihrem Bestreben nach mehr Nachhaltigkeit und Kosteneffizienz überdenken OEMs und Zulieferer fast jedes Fahrzeugdetail. Wir sind überzeugt, dass die Notwendigkeit zur Kosten- und Gewichtsreduzierung Kunststoffen ganz neue Anwendungen eröffnen wird. Aufbauend auf unserer langjährigen Erfahrung und mit Hilfe unseres globalen Teams von Technikern und Entwicklungsexperten werden wir diesen Trend aktiv unterstützen, indem wir neue Werkstoffe und innovative Lösungen entwickeln, die zu einem schnellen Erreichen dieser Ziele beitragen können.“

Leichte Werkstoffe für langlebige Bauteile

Der Einsatz von Zytel® PLUS Polyamiden und Zytel® HTN92 PPA anstelle von Metall für die im Bild gezeigten und andere Anwendungen unter der Motorhaube bietet weiteres Potenzial zur Gewichtsreduzierung und damit zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs.

Das Downsizing von Motoren zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen bei gleich bleibender Leistung bewirkt höhere Temperaturen sowie eine erhöhte chemische Beanspruchung der Komponenten durch verstärkte Abgasrückführung und aggressivere Blow-by-Gase. Deshalb und weil Metalle langfristig nicht die Forderung nach mehr Nachhaltigkeit erfüllen, hat DuPont Performance Polymers neue Thermoplaste mit erhöhter Alterungsbeständigkeit entwickelt, wie die Zytel® PLUS Polyamide, die neue Möglichkeiten zur Metallsubstitution eröffnen, insbesondere im Motor-, Getriebe- und Abgasbereich. Sie bieten sehr gute Eigenschaften und behalten diese vor allem deutlich länger als herkömmliche Polyamide.

Biokraftstoffbeständige Werkstoffe

Der Vergleich der Alterung von Vamac® G und GLS sowie von Vamac® Ultra IP und VMX-3038 in AdBlue* (168 h bei 120 °C) zeigt, dass die beiden neuen Ultra-Typen ihre elastomeren Eigenschaften weitgehend behalten und sich für flexible Dichtungen in Kontakt mit dieser in SCR-Systemen verwendeten Harnstofflösung eignen.

Neue Biokraftstoffe erfordern den Einsatz höher beständiger Werkstoffe für Schläuche, O-Ringe und andere Dichtungen im Kraftstoffsystem. Eigene Untersuchungen bei DuPont ebenso wie von führenden Kraftstoffsystemherstellern durchgeführte Tests zeigen, dass Fluorkautschuke die höchste Permeationsbeständigkeit unter den üblicherweise für solche Komponenten verwendeten elastomeren Dichtungswerkstoffen bieten. Darüber hinaus zeigte Viton® eine 1000 mal bessere Permeationsbeständigkeit als Silicon (VMQ) und eine 100 mal bessere als HNBR. Es bietet auch eine höhere Hochtemperatur-Alterungsbeständigkeit und einen besseren Druckverformungsrest als VMQ und HNBR. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse kürzlich durchgeführter Tests mit den technischen Kunststoffen Zytel® und Delrin® sowie mit Vamac® Ultra Ethylen-Acrylat-Kautschuken in AdBlue* (eine aggressive, wässrige Harnstofflösung) die Effizienz dieser Produkte in der katalytischen Abgasreinigung (SCR) zur Reduzierung der NOx-Emission von Dieselmotoren.

Darüber hinaus zeigen (in der Grafik nicht dargestellte) Messungen der mechanischen Eigenschaften nach Alterung, bei denen Delrin® 560HD OR729, Zytel® HTN 51G35NOX BK420, Zytel® 70G35NOX BK309 und Zytel® LC6200 NC010 über 28 Tage bei 80 °C in Wasser bzw. AdBlue* (67,5 % Wasser und 32,5 % Harnstoff) gelagert wurden, dass alle geprüften Kunststoffe die Anforderungen entsprechend der Daimler Hausnorm DBL 5419 erfüllen und sich daher ebenfalls für den Einsatz in entsprechenden SCR-Systemen eignen.

Biobasierte Werkstoffe

Das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen Takata-Petri, Aschaffenburg/ Deutschland, und DuPont ist die Markteinführung eines neuen Typs des biobasierten Hytrel® RS, das als erstes thermoplastisches Elastomer seiner Art für Airbagsysteme eingesetzt wird.

DuPont Performance Polymers hat eine Reihe von Produkten vorgestellt, für deren Herstellung ausschließlich oder zum Teil nachwachsende Biomaterialien wie Mais, Rizinussamen oder nicht zum Verzehr geeignete Biomasse anstelle von Erdöl eingesetzt werden und die damit der Automobilindustrie helfen können, ihre Abhängigkeit von begrenzt vorhandenen fossilen Rohstoffen zu verringern. Dazu gehören Sorona® Kunststoffe, Sorona® EP technische Thermoplaste, Hytrel® RS thermoplastische Elastomere und Zytel® RS langkettige Polyamide von DuPont, die alle einen deutlich geringeren ökologischen Fußabdruck bewirken als die vollständig erdölbasierten Werkstoffe, die sie ohne Kompromisse bei den Eigenschaften substituieren können.

In der Automobilindustrie hat die Zusammenarbeit zwischen Takata-Petri und DuPont die Markteinführung eines neuen Typs von Hytrel® RS, dem ersten biobasierten thermoplastischen Elastomer, für Airbaganwendungen ermöglicht. Dazu Dr. Heinrich Binder, Vorstandsvorsitzender von Takata-Petri: „Die Automobilindustrie ist bestrebt, eine größere Zahl nachhaltiger Produkte einzusetzen, um ihren Einfluss auf die Umwelt zu verringern. Darum stehen so genannte ,grüne‘ Produkte weit oben auf der Agenda.“

Emissionsreduzierte Werkstoffe

Von SGS Institut Fresenius, Taunusstein/Deutschland, entsprechend VDA 275 durchgeführte Tests bestätigen: Die Formaldehyd-Emissionen der drei emissionsarmen Delrin® Polyacetaltypen von DuPont unterschreiten die von führenden Automobil-herstellern gesetzten Grenzwerte – ohne Einschränkungen bei den mechanischen Eigenschaften gegenüber den entsprechenden Standardtypen.

Ende des Jahres 2009 hat DuPont drei neue emissionsreduzierte Delrin® ,PE‘-Typen vorgestellt, die nur extrem geringe Mengen flüchtiger Substanzen freisetzen. Sie bieten dabei die gleichen mechanischen Eigenschaften wie die entsprechenden Standardtypen, einschließlich sehr hoher Kriech- und Ermüdungsbeständigkeit. Alle drei ,PE‘-Typen enthalten einen so genannten Formaldehydfänger zur Begrenzung der Formaldehyd-Freisetzung während der Verarbeitung und des Gebrauchs auf Werte, die den strengen Emissionsanforderungen einiger führender OEMs entsprechen. Sie ergänzen die ebenfalls emissionsreduzierten Delrin® ,P‘-Typen, die den von anderen Herstellern gesetzten Grenzwerten entsprechen. Die Markteinführung von Delrin® PE erschließt neue Möglichkeiten zur kosteneffizienten Substitution herkömmlicher Werkstoffe in vielen Kfz-Innenraum-Anwendungen, wie Komponenten für Sicherheitssysteme, Türverkleidungen und Sitze, wo die besondere Eigenschaftskombination von Delrin® gefordert ist.

Neue Biokraftstoffe erfordern den Einsatz von Werkstoffen mit höherer Beständigkeit für Kraftstoffsysteme und -schläuche. Der Fluorkautschuk Viton® von DuPont, dessen Permeationsbeständigkeit 1000 mal höher als die von Silicon (VMQ)und 100 mal höher als die von HNBR, bewährt sich in Kraftstoffleitungen und -einfüllstutzen.

Mit über einhundert Produkten für die Automobilindustrie und einem globalen Netzwerk für anwendungstechnische Entwicklungen bekennt sich DuPont Automotive zur Bereitstellung kosteneffizienter Lösungen, die helfen, das Fahrzeuggewicht, den Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emission zu reduzieren, die Teile mit höherer Funktionalität ermöglichen, die die Montage vereinfachen und dadurch Kosten sparen, und die helfen, Innovationen schnell und kosteneffizient in den Markt zu bringen.

AdBlue* ist eine eingetragene Marke des deutschen Verbands der Automobilindustrie (VDA). Die wasserklare, 32,5-prozentige Lösung von hochreinem Harnstoff in demineralisiertem Wasser (in den USA als Diesel Exhaust Fluid (DEF) bezeichnet). Lizenzen werden an Kfz-Hersteller, Zulieferer und Unternehmen der chemischen und Mineralölindustrie vergeben. Die Marke ,AdBlue‘darf für Fahrzeuge, Fahrzeugteile, in Bedienungsanleitungen und für AUS 32 (Aqueous Urea Solution 32,5%) verwendet werden.

Weitere Informationen: www.dupont.com, www.plastics.dupont.com, www.dupont.automotive.com, www.dupont.K2010.com

K 2010, 27.10.-3.11.2010, Düsseldorf, Halle 6, Stand D33

DuPont de Nemours International S.A., Genf, Schweiz

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