Milliken: Neue Synthesefaser für leichte Fahrzeugteile aus Polypropylen

Abb. 1: Das Diagramm zeigt nach Milliken-Angaben, wie die synthetische Hyperform HPR-803 Faser einen deutlich größeren Einfluss auf die Steifigkeit hat als Talkum-Füllstoffe bei gleichem Füllgrad.

Hyperform® HPR, eine neue Familie von Verstärkungsadditiven, bietet nach Angaben von Milliken Verarbeitern eine neue Option für die Herstellung von Hochleistungsteilen aus Polypropylen mit niedrigem Gewicht. Hyperform® HPR-803 wurde in erster Linie für Automobilanwendungen entwickelt. Für die Zukunft plant Milliken weitere Innovationen für die Automobilindustrie, aber auch für Haushaltsgeräte und andere Branchen.

„Wir gehen davon aus, dass HPR-803 vor allem in Fahrzeugteilen zum Einsatz kommen wird, aber wir werden andere Anwendungsbereiche keineswegs ausschließen“, sagt Adam Watson, der für die Vermarktung der Hyperform HPR-Produktreihe zuständig ist. „Das Additiv ermöglicht die Herstellung von Polypropylen-Compounds, deren mechanische Eigenschaften mit denen von mineralgefüllten Werkstoffen vergleichbar sind oder diese sogar übertreffen, aber bei einem niedrigerem Gewicht.“

Die HPR-803-Fasern weisen ein hohes L/d-Verhältnis von ca. 40 zu 1 auf. „Wir gehen davon aus, dass mit HPR-803 verstärkte PP-Compounds die mit Talkum gefüllten Typen und möglicherweise auch andere, nicht auf PP basierende, Werkstoffe ersetzen werden“, sagt Watson. „In Tests hat sich gezeigt, dass HPR-803 sehr gut zusammen mit Talkum verwendet werden kann und sowohl Verarbeitern als auch Endbenutzern die Möglichkeit eröffnet, eine schrittweise Umstellung auf die neue Technologie vorzunehmen.“

Die Dosierung von Hyperform HPR-803 soll üblicherweise nur ein Drittel der Menge bei Verwendung von Talkum betragen (Abb. 1). Dies bedeute, dass die Teile um bis zu 15% leichter werden, wodurch wiederum der Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emissionen der Autos reduziert werden könnten.

Watson verweist auf Entwicklungstests mit einem spritzgegossenen Stoßstangenhalterung. „Milliken hat nachgewiesen, dass ein Compound mit 9% HPR-803 gegenüber einem mit 20% Talkum gefüllten Compound eine Gewichtseinsparung von 10% mit sich bringt, und dies bei gleicher Dimensionsstabilität, Steifigkeit und Stoßfestigkeit,“ sagt er.

Abb. 2: Die Auswirkung auf die Temperaturbeständigkeit (gemessen als Wärmeformbeständigkeitstemperatur – HDT) sei bei niedrigeren Konzentrationen sogar noch ausgeprägter.

Dank HPR-803 sei es zudem möglich gewesen, die zur Herstellung der Teile notwendige Kühlzeit und somit auch die Zykluszeit zu verkürzen. Bei Wärmebeständigkeits-Prüfungen hätten die Testteile darüber hinaus hervorragende Eigenschaften bewiesen (Abb. 2).

Aber die Vorteile von Hyperform HPR-803 sollen sich nicht in Energieeinsparungen erschöpfen, auch in ästhetischer Hinsicht seien deutliche Verbesserungen möglich. Da die natürliche Farbe des Additivs weißer sei als Talkum, komme der Verarbeiter mit einem geringeren Pigmentverbrauch aus, um den gewünschten Farbton zu erreichen. Formteile mit diesem neuen Verstärkungsmittel sollen sich durch eine sichtbar bessere Oberflächenbeschaffenheit sowie eine höhere Witterungsbeständigkeit auszeichnen als Teile aus glasfaserverstärktem PP mit vergleichbaren mechanischen Eigenschaften.

Hyperform HPR-803 sei zudem für Compoundierer in der Regel leichter zu handhaben als Kurzglasfasern und stelle somit ein geringeres Sicherheits- und Gesundheitsrisiko dar. Mit HPR-803 verstärkte Compounds weisen gute Fließeigenschaften auf und lassen sich in der gleichen Weise verarbeiten wie andere PP-Compounds, heißt es weiter.

Recyceltes Material weise im Gegensatz zu glasfaserverstärkten Compounds nur einen minimalen Verlust von mechanischen Eigenschaften auf, und auch der Verschleiß der Produktionsanlage soll in allen Produktionsphasen geringer sein. Die ersten Testergebnisse würden nahe legen, dass die Verwendung von Hyperform HPR-803 statt Talkum oder Glasfaser Energieeinsparungen ermöglichen würden.

Hyperform HPR-803 kann direkt von Milliken in Pulverform bezogen werden und lässt sich beim Compoundieren über eine seitliche Dosierstation einbringen.

Weitere Informationen: chemical.milliken.com

Milliken Europe BVBA, Gent, Belgien

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