LANXESS: Polyamid 6 für Tanks von Otto-Motoren

Demonstratortanks während des EPA-Tests unter UV-Bestrahlung. Das neue Polyamid 6 unterdrückt die Permeation von Kraftstoff nach LANXESS-Angaben so wirksam, dass der kürzlich von der US-Umweltbehörde EPA deutlich verschärfte Grenzwert für Motorradtanks weit unterschritten werde - (Bild: k3works).

Verringerte Emission von Kraftstoff in die Atmosphäre - Alternative zu Polyethylen, Mehrschicht-Verbünden und Metallen
Aus Kunststofftanks von Otto-Motoren gelangen beträchtliche Mengen an Kohlenwasserstoffen durch die Tankwände nach außen und verschmutzen die Atmosphäre – ein Vorgang, den man als Permeation bezeichnet. LANXESS arbeitet daher an speziellen blasformbaren Polyamid 6-Typen, die eine sehr hohe Sperrwirkung gegen Otto-Kraftstoff zeigen sollen. Ein Materialbeispiel ist Durethan TP 142-011. „Das Polyamid 6 unterdrückt die Permeation so wirksam, dass der kürzlich von der US-Umweltbehörde EPA deutlich verschärfte Grenzwert für Motorradtanks weit unterschritten wird. Außerdem ist es schlagzäh, weshalb die aus ihm blasgeformten Tanks sehr aufprallbeständig sind“, erläutert Maik Schulte, Entwicklungsingenieur bei LANXESS. Das Material sei vor allem eine Alternative zu Polyethylen hoher Dichte, aus dem bisher viele Kunststofftanks für Otto-Motoren gefertigt wurden. Außerdem habe es beträchtliche Vorteile gegenüber anderen Tankmaterialien wie Aluminium, Stahlblech und Mehrschichtverbünden aus Kunststoff.

Kunststoff-Tanks kommen nicht nur in Otto-Motoren von Autos, Motorrädern, Booten und anderen Wasserfahrzeugen, sondern auch in einer Vielzahl von Verbrennungsmaschinen wie Rasenmähern, Laubsaugern und mobilen Stromgeneratoren zum Einsatz. Diese Vielfalt erkläre unter anderem, warum die EPA (Environmental Protection Agency) den Grenzwert für die Permeation von Kraftstoff aus Kunststofftanks von Motorrädern und anderen kleineren Otto-Motoren auf 1,5 Gramm pro Quadratmeter Innenoberfläche und Tag (g/m2/d) gesenkt habe. In Kürze werde auch die UN-Wirtschaftskommission für Europa (Economic Commission for Europe) den Grenzwert für Kunststoff-Motorradtanks stark herabsetzen und sich dabei an den Vorgaben der EPA orientieren.

Polyethylen hoher Dichte (HDPE) würde mit seinem Permeationsverhalten angesichts der Verschärfung der Grenzwerte an seine Grenzen stoßen. Zwar könne seine Sperrwirkung gegen Kohlenwasserstoffe durch ein nachträgliches Fluorieren der aus ihm blasgeformten Tanks verbessert werden. Doch sei dieser zusätzliche Fertigungsschritt wegen der hohen Aggressivität von Fluor apparativ und sicherheitstechnisch aufwändig und kostenintensiv.

Tanks als Einstofflösung
Das neue Polyamid 6 ergibt im Blasformverfahren Tanks als Einstofflösung. Daher wird es auch als eine wirtschaftliche Alternative zur Produktion von Tanks aus Kunststoff-Mehrschichtverbünden beschrieben, die eine polare Schicht aus Ethylenvinylalkohol-Copolymer (EVOH) als Permeationssperre enthalten. Die verschiedenen Schichten werden dabei im Coextrusionsblasform-Verfahren aufgebaut, was ebenfalls fertigungstechnisch anspruchsvoll und teuer sei. Gegenüber Stahlblech und Aluminium hat das Polyamid den Vorzug, dass es viel größere Freiheiten bei der Formgebung der oft komplexen Tankgeometrien biete. Funktionen wie etwa Befestigungselemente seien direkt integrierbar, was die Folgemontage vereinfachen soll. Kostensenkend wirke sich auch aus, dass etwa im Vergleich zu Stahlblech keine Umform-, Stanz- und Schweißschritte nötig seien.

Beständig gegen Benzine der Klasse E85
Speziell gegenüber Aluminium habe der weichmacherfreie und unverstärkte Thermoplast den Vorteil, dass er unempfindlich auf Ethanol-haltige Biokraftstoffe reagiere. Weil Ethanol Wasser anziehe, bilden sich in Aluminiumtanks, deren Innenoberfläche nicht mit einer Beschichtung geschützt sei, durch Korrosion oft Partikel, die dem Motor und seiner Peripherie schaden würden. „Wir erwarten, dass unser neues Polyamid als Tankmaterial auch Benzinen der Klasse E85 gewachsen ist“, so Schulte. Kraftstoffe dieser Klasse häteneinen Ethanol-Anteil von 85 Prozent, heißt es abschließend.

Weitere Informationen: lanxess.com

LANXESS AG, Leverkusen

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