BASF: Elektrisch leitfähiger Kunststoff mit Nanoröhrchen im Einsatz bei Bosch

Die BASF (www.basf.de) bringt erstmals einen Kunststoff auf den Markt, der Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT: carbon nanotubes) enthält. Es handelt sich bei dem Werkstoff um Ultraform® N2320 C, ein Polyoxymethylen (POM), das durch die neuartigen Additive eine hohe elektrische Leitfähigkeit erhält, ohne dass die Zähigkeit merklich abnimmt. Seine erste Serienanwendung hat das Material bei Bosch in einem Kraftstofffiltergehäuse (Bild) für den Audi A4 und A5 gefunden. Die neue Kunststofftype ist weltweit und in kommerziellen Mengen erhältlich.

Die Pump- und Fördereinheiten von Kraftstofffördermodulen werden bereits seit längerem aus POM hergestellt, wie zum Beispiel aus dem unverstärkten Ultraform S2320 003 oder dem glasfaserverstärkten Ultraform N2200 G43. Für die Filtereinheit legt Bosch jedoch die hohen Anforderungen der SAE-Norm J1645 (Stand Aug. 2006) zugrunde, die nur von einem leitfähigen Material erfüllt werden können. Diese Richtlinie der Society of Automotive Engineers empfiehlt für Materialien, die in kraftstoffdurchströmten Bauteilen eingesetzt werden, einen maximalen spezifischen Volumenwiderstand von 106 Ohm·cm. Das leitfähige Ultraform erreicht unter Messbedingungen gemäß ISO 3915 (Vier-Punktmethode) einen Wert von nur etwa 30 Ohm·cm. Es ist also gut 30.000-mal so leitfähig wie gefordert und erfüllt die SAE J1645 daher problemlos. Auf diese Weise kann die Gefahr von elektrostatischer Aufladung und Funkenbildung beim Fluss von Kraftstoff durch den Filter eliminiert werden.

Durch die Art der Additive und ihre Einarbeitung hat das neue Ultraform seine POM-typischen Eigenschaften wie Zähigkeit, Maßhaltigkeit und das elastische Rückstellvermögen behalten. Darüber hinaus ist der Werkstoff im Kontakt mit Kraftstoffen fester und kriechfester als herkömmliches POM und im Vergleich zu anderen leitfähigen Kunststoffen kostengünstig. Durch seine Abriebfestigkeit eignet er sich auch sehr gut für die Abläufe bei der Fertigung von (mikro-) elektronischen Bauteilen, wo unter Reinraumbedingungen statische Aufladung verhindert werden muss und Staubfreiheit von besonderer Bedeutung ist. Das Material lässt sich Laserschweißen und gut im Spritzguss verarbeiten. Die Kohlenstoffnanoröhrchen sind fest in die Kunststoffmatrix eingebunden – das Material kann über seinen Lebensweg sicher gehandhabt werden. Die BASF hat Ultraform N2320 C zusammen mit Bosch entwickelt und für die Anwendung optimiert. Bei der Bauteilgestaltung kamen verschiedene anwendungstechnische Werkzeuge aus den BASF-Labors zum Einsatz: Bauteilberechnung mit dem CAE-Instrument ULTRASIM™, Schweiß- und Berstdruckversuche sowie Untersuchungen zur Kriechfestigkeit. Hergestellt wird das Kraftstofffiltergehäuse in C(eské Bude(jovice (Budweis, Tschechien). Bosch beabsichtigt, das neue Ultraform weltweit einzusetzen.

BASF SE, Ludwigshafen

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