BASF: Prüfkonzept für langlebige Polyamide in der E-Mobilität

Im Motorraum werden Kunststoffe für Pumpen und Ventile aufgrund der steigenden Anforderungen der E-Mobilität unter Hydrolysebedingungen (Wasser-Glykol) getestet. Mithilfe der Arrhenius-Gleichung lässt sich die Lebensdauer von Kunststoffkomponenten – wie dem "Ultramid" Polyamid mit verbesserter Hydrolysebeständigkeit, Glasfaserverstärkung und geringem Halogengehalt – zuverlässig auf über 100.000 Stunden extrapolieren. So kann sichergestellt werden, dass die geforderten 45.000 bis 55.000 Betriebsstunden erreicht werden - (Bild: BASF).

Mit dem zunehmenden Einsatz elektrischer Antriebssysteme steigen die Anforderungen an die Langzeitbeständigkeit von Kunststoffen im Fahrzeug deutlich. Insbesondere Bauteile im Motorraum von Elektrofahrzeugen müssen deutlich längere Einsatzzeiten unter erhöhter Temperatur und im Kontakt mit Medien wie Wasser-Glykol-Gemischen überstehen als Komponenten in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Während dort bislang Lebensdauern von etwa 5.000 Stunden maßgeblich waren, werden in der E-Mobilität inzwischen 45.000 bis 55.000 Stunden bei Betriebstemperatur gefordert.

BASF reagiert auf diese veränderten Rahmenbedingungen, indem etablierte Prüf- und Auswertungsmethoden auf neue Alterungsszenarien übertragen werden. Statt ausschließlich die thermische Alterung in Luft zu untersuchen, werden Kunststoffe nun auch systematisch unter Hydrolysebedingungen gelagert, also in wässrigen Kühlmedien. Zur Bewertung der Langzeitstabilität nutzt BASF Arrhenius-Analysen, mit denen sich aus beschleunigten Alterungstests bei erhöhten Temperaturen Rückschlüsse auf die Lebensdauer unter realen Einsatzbedingungen ziehen lassen.

Im Rahmen einer seit August 2020 laufenden Versuchsreihe wurde ein Polyamid der neuesten „Ultramid“-Generation untersucht. Das Material ist glasfaserverstärkt, halogenarm, laserbeschriftbar und auf eine verbesserte Hydrolysebeständigkeit ausgelegt. Diese Eigenschaften adressieren typische Anforderungen von Anwendungen wie Pumpen und Ventilen im automobilen Motorraum.

Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass sich die gemessenen Materialeigenschaften über die fünfjährige Testdauer hinweg stabil verhalten und sich rechnerisch auf Einsatzzeiten von deutlich über 100.000 Stunden extrapolieren lassen. Damit liefert BASF der Automobilindustrie belastbare Daten zur Auslegung von Kunststoffbauteilen für Elektrofahrzeuge im Pkw- und Nutzfahrzeugbereich unter langfristigen thermischen und chemischen Belastungen.

Weitere Informationen: www.basf.com

BASF SE, Ludwigshafen

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