ENSNGER kompakt. Technisches Know-how für den Kunststoff-Anwender.
nhaltsangabe Einteilung der Kunststoffe 3 Hochtemperaturkunststoffe 4 Konstruktionskunststoffe 5 Wasseraufnahme 6 Modifizierungsmöglichkeiten 6 Thermische Beständigkeit 7 Mechanische Kennwerte 8 Gleit- und Verschleißverhalten 9 Flammschutzklassifizierung 10 Strahlenbeständigkeit von Kunststoffen 11 Anwendungen in der Elektrotechnik 12 Anwendungen in der Lebensmittel- und Medizintechnik 13 Bearbeitung von Kunststoffen 14 Zerspanungsrichtlinien 14 Tempern 16 Schweißen 17 Kleben 17 Verfügbare Abmessungen für Halbzeuge 18 Haftungsausschluss 19 Werkstoffrichtwerte 19 Hinweise zu den Werkstoffrichtwerten 19 ENSNGER Hochtemperatur-Kunststoffe 20 ENSNGER Konstruktions-Kunststoffe 24 Chemikalienbeständigkeit 26 2
Einteilung der Kunststoffe Hochtemperatur- Kunststoffe PB P TP PA PES, PPSU PE, PSU PPP, PC-HT PEK PEEK LCP, PPS PTFE, PFA ETFE, PCTFE PVDF 300 C 150 C Konstruktions- Kunststoffe PC PA 6-3-T PA 46, PA 6/6T PET, PA 66 PBT, PA 6 POM PMP PA 11, PA 12 100 C Standard- Kunststoffe PPE mod. PMMA PP PE PS, ABS, SAN amorph teilkristallin Thermoplastische Kunststoffe lassen sich aufgrund der Struktur in amorphe und teilkristalline Polymere einteilen. Kunststoffe mit amorpher Struktur sind in der Regel transparent und neigen zu Spannungsrissempfindlichkeit. Sie eignen sich aufgrund der hohen Dimensionsstabilität für Präzisionsteile. Teilkristalline Kunststoffe sind opak, meist zäh und weisen eine gute bis sehr gute Chemikalienbeständigkeit auf. Daneben gibt es die Differenzierung der Kunststoffe aufgrund ihrer Temperaturbeständigkeit: Hochtemperatur-Kunststoffe weisen eine Dauergebrauchstemperatur von über 150 C auf und haben ein hohes thermisch-mechanisches Eigenschaftsniveau. Für höchste Anwendungstemperaturen geeignete Kunststoffe (P, PB, PTFE) sind nicht schmelztechnisch verarbeitbar. Die Herstellung von Teilen erfolgt durch Sintern. Konstruktions-Kunststoffe sind dauerhaft bei Temperaturen zwischen 100 C und 150 C einzusetzen. Sie weisen gute mechanische Eigenschaften und eine gute Chemikalienbeständigkeit auf. Standard-Kunststoffe können bei Temperaturen unter 100 C dauerhaft eingesetzt werden. Die oben dargestellte Kunststoffpyramide zeigt auf Basis dieser Kriterien eine detaillierte Übersicht über die thermoplastischen Kunststoffe. 3
Hochtemperatur - Kunststoffe VESPEL und (P) Je nach Type hohe Festigkeit, geringe Kriechneigung und gute Verschleißbeständigkeit bis 300 C im Dauereinsatz. Dimensionsstabil, elektrisch isolierend, hohe Reinheit, ausgasungsarm. Für thermisch und mechanisch hoch beanspruchte Konstruktionselemente und Bauteile geeignet. nhärent flammwidrig. TECATOR (PA) Hohe mechanische Festigkeit, geringe Kriechneigung, hohe chemische Beständigkeit. Zäh. Gute Abriebfestigkeit, geringe Wärmedehnung, inhärent flammwidrig. HT (PEK) Erhöhtes Eigenschaftsniveau gegenüber. Sehr gutes Verschleißverhalten. Für hoch belastete Gleitanwendungen geeignet. Sehr gute chemische Beständigkeit. nhärent flammwidrig. (PEEK) Ausgewogenes Eigenschaftsprofil; geringe Kriechneigung, hoher E-Modul-Wert. Hervorragende tribologische Eigenschaften, insbesondere Abriebfestigkeit. Sehr gute Medienbeständigkeit, FDA-konform und physiologisch unbedenklich. Sehr gut heißdampfsterilisierbar. Sehr gute chemische Beständigkeit. nhärent flammwidrig. (PPS) Chemische Beständigkeit, geringe Kriechneigung, hohe Maßhaltigkeit durch geringe Feuchtigkeitsaufnahme, hoher E-Modul, inhärent flammwidrig. E (PES) nhärent flammwidrig, gute elektrische und dielektrische Eigenschaften und somit gut als elektrischer solator geeignet. Erfüllt die lebensmittelrechtlichen Bestimmungen. P (PPSU) Gute Schlagzähigkeit, chemische Beständigkeit und Hydrolysebeständigkeit. nhärent flammwidrig. Erfüllt die lebensmittelrechtlichen Bestimmungen. S (PSU) Hohe Festigkeit, Steifigkeit und Härte. Geringe Feuchtigkeitsaufnahme und sehr gute Maßhaltigkeit. Sehr gut heißdampfsterilisierbar. nhärent flammwidrig. Erfüllt die lebensmittelrechtlichen Bestimmungen. TECAPE (PE) Sehr gute mechanische und elektrische Eigenschaften. nhärent flammwidrig. Erfüllt die lebensmittelrechtlichen Bestimmungen. TECAMAX SRP (PPP) Härter und steifer als andere unverstärkte Thermoplaste. Hohe Kratzfestigkeit und gutes Abriebverhalten. Gute Resistenz gegen Heißdampf und Chemikalien. Außerordentliche mechanische Eigenschaften. Geringe Dichte. PTFE (PTFE) Höchste Chemikalienresistenz, Dauergebrauchstemperatur von 260 C. Ausgezeichnetes Gleitverhalten sowie hervorragende elektrische Eigenschaften. Hohe Zähigkeit auch bei tiefen Temperaturen und gute mechanische Eigenschaften. nhärent flammwidrig. Erfüllt die lebensmittelrechtlichen Bestimmungen. ETFE (E/TFE) Gute Gleitreibeigenschaften, sehr gute Chemikalienbeständigkeit und sehr gute mechanische Eigenschaften. nhärent flammwidrig. Erfüllt die lebensmittelrechtlichen Bestimmungen. PVDF (PVDF) Sehr gute Chemikalienbeständigkeit, gute elektrische und thermische Eigenschaften. FDA konform. nhärent flammwidrig. 4
Konstruktions-Kunststoffe 12 (PA 12) Sehr hohe Zähigkeit, gute chemische Beständigkeit, geringste Wasseraufnahme unter den Polyamiden. Erfüllt die lebensmittelrechtlichen Bestimmungen. 46 (PA 46) Hitzestabilisiert, gute Wärmeisolation. Sehr gut für Gleit- und Verschleißteile geeignet, die erhöhten Temperaturen ausgesetzt sind. Hohe Zähigkeit. 66 (PA 66) Gute Steifigkeit, Härte, Abriebfestigkeit und Wärmeformbeständigkeit, gutes Gleitreibverhalten, FDAkonforme Typen möglich. Erfüllt die lebensmittelrechtlichen Bestimmungen. Für höher belastete und wärmebeanspruchte Teile. 6 (PA 6) Teilkristalliner Thermoplast mit gutem Dämpfungsvermögen, gute Schlagzähigkeit und hohe Zähigkeit auch bei Kälte, gute Abriebfestigkeit, besonders gegen Gleitpartner mit rauer Oberfläche. 6 (PA 6 G) Polyamid-Guss mit Eigenschaften ähnlich 6, Fertigung von Teilen mit großem Volumen und Wandstärken möglich. 12 (PA 12 G) Polyamid-Guss mit Eigenschaften ähnlich 12, Fertigung von Teilen mit großem Volumen und Wandstärken möglich. TECARM (PA 6 G) Hochbelastbares Polyamid 6 Block-Copolymer. Sehr gute Festigkeit bei äußerster Zähigkeit im Minustemperaturbereich. Schlagzäh, abriebfest und chemisch beständig. Anwendungsspezifische Einstellbarkeit der Materialeigenschaften. (PC) Amorpher, transparenter Werkstoff mit ausgezeichneter Schlagfestigkeit, Dauergebrauchstemperatur bis 120 C, gute mechanische Festigkeit, geringe Kriechneigung und sehr gute Formbeständigkeit. Erfüllt die lebensmittelrechtlichen Bestimmungen. TECAPET/ TECADUR PET (PET) Geringe Verschleißneigung in feuchter oder trockener Umgebung, hohe Dimensionsstabilität durch geringe Wärmeausdehnung, geringe Feuchtigkeitsaufnahme, gute dielektrische Eigenschaften, gute Chemikalienbeständigkeit. Erfüllt die lebensmittelrechtlichen Bestimmungen. TECADUR PBT (PBT) Hohe Festigkeit und Zähigkeit bei guter Wärmeformbeständigkeit, gutes Gleit- und Verschleißverhalten, hohe Präzision durch geringe Wasseraufnahme, sehr hohe Steifigkeit sowie eine geringe Wärmeausdehnung durch Glasfaserzusatz. AH (POM-C) Teilkristallines POM-Copolymer mit guten physikalischen Eigenschaften. Geringfügige Feuchtigkeitsaufnahme, gute Biegewechselfestigkeit und Steifigkeit, sehr einfache maschinelle Bearbeitung, gute Formbeständigkeit, Teile mit engen Toleranzen. Gutes Gleitreibverhalten. Erfüllt die lebensmittelrechtlichen Bestimmungen. AD (POM-H) Etwas höhere mechanische Werte im Vergleich zu AH, sehr gutes Rückstellvermögen und hohe Oberflächenhärte, sehr gutes Gleitreibverhalten. (PE, PP) Hohe Chemikalienbeständigkeit, hohe Zähigkeit und Reißdehnung, geringe Anfälligkeit gegen Spannungsrisskorrosion, sehr geringe Wasseraufnahme, gutes Gleitverhalten und geringer Abrieb. 5
Wasseraufnahme Feuchtigkeitsaufnahme in % bis zur Sättigung im Normklima 5 2 TECATOR PUR HT 46 6 und 66 1 66 GF 30 VESPEL SP 1 0,5 0,2 0,1 P GF 30 TECAPE TECADUR PBT TECADUR PET AH 0,05 PTFE PE 0,02 GF 40 PVDF STAHL Stahl 0,01 0 2 4 6 8 10 12 14 Thermischer Längenausdehnungskoeffizient (10-5 1/K) Polyamide weisen im Vergleich zu anderen Konstruktionskunststoffen eine erhöhte Wasseraufnahme auf. Diese führt zu Dimensionsänderungen an den Fertigteilen, zu einer Reduzierung der Festigkeitswerte und verändert auch das elektrische solierverhalten. Die Maßänderung aufgrund klimatischer Einflüsse ist ein Kriterium für Präzision. Modifizierungsmöglichkeiten Das Eigenschaftsprofil der Kunststoffe lässt sich durch die gezielte Einarbeitung von Füllstoffen auf den gewünschten Anwendungsbereich anpassen. 6 Verstärkungsfasern Glasfasern werden hauptsächlich zur Erhöhung der Festigkeitswerte eingesetzt. nsbesondere die Zugfestigkeit, aber auch andere Kennwerte wie Druckfestigkeit und Wärmeformbeständigkeit werden hierdurch erhöht. Kohlefasern können alternativ zu Glasfasern zur Erhöhung der Festigkeit verwendet werden. Aufgrund der geringeren Dichte lassen sich bei gleichem Gewichtsanteil höhere Festigkeitswerte erreichen. Weiterhin bewirken die Kohlefasern ein verbessertes Gleit- und Verschleißverhalten. Farbe Durch Einarbeitung von Pigmenten und Farbstoffen können bei den technischen Kunststoffen individuell maßgeschneiderte Farbeinstellungen (z.b. nach RAL, Pantone etc.) vorgenommen werden, bei den Hochtemperaturkunststoffen ist die Pigmentauswahl begrenzt. Lichtschutz Bewitterung oder andauernd hohe Wärmebelastung führen bei vielen Kunststoffen zu Verfärbungen oder zur Beeinträchtigung der mechani schen Eigenschaften. Mit dem Zusatz von UVoder Wärme-Stabilisatoren lassen sich solche Effekte verringern. Reibungs- und verschleißmindernde Füllstoffe Grafit ist reiner Kohlenstoff, der in fein gemahlener Form eine hohe Schmierwirkung aufweist. Durch die gleichmäßige Einarbeitung in einen Kunststoff wird der Reibungskoeffizient gesenkt. PTFE ist ein hochtemperaturbeständiger Fluorkunststoff. Typisch ist sein ausgeprägtes antiadhäsives Verhalten. Der Abrieb aus mit PTFE gefüllten Kunststoffen bildet unter Druckbelastung einen feinen gleitwirksamen Polymerfilm an der Gegenlaufoberfläche aus. Molybdändisulfid dient in erster Linie als Nukleierungsmittel und bildet bereits bei geringen Zugabemengen eine gleichmäßige feinkristalline Struktur, mit erhöhtem Verschleißwiderstand und reduzierter Reibung.
Thermische Beständigkeit C 400 400 350 350 300 300 250 250 200 200 150 150 100 100 50 50 0 0 Linke Säule: Formbeständigkeitstemperatur nach Verfahren HDT-A Rechte Säule: Dauergebrauchstemperatur VESPEL SP1 TECATOR HT GF 30 GF 40 S E P TECAPE PTFE PVDF 46 66 66 GF 30 TECADUR PET TECADUR PBT GF 30 PP PE Die thermische Beständigkeit eines Kunststoffs wird hauptsächlich durch die Formbeständigkeitsund die Dauergebrauchstemperatur charakterisiert. Die Wärmeformbeständigkeit (Heat Deflection Temperature HDT) wird durch die Temperatur beschrieben, bei welcher unter einer bestimmten Biegespannung eine Randfaserdehnung von 0,2% erreicht wird. Bei dem häufig verwendeten Verfahren HDT-A beträgt die aufgebrachte Biegespannung 1,8. Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur gibt einen Hinweis auf die maximale Einsatztemperatur für mechanisch belastete Bauteile. Die Dauergebrauchstemperatur stellt die Temperaturgrenze dar, oberhalb derer ein Materialabbau durch thermische Belastung stattfindet. Zu beachten ist, dass sich die mechanischen Eigenschaften bei dieser Temperatur deutlich von denen bei Raumtemperatur unterscheiden. 7
Mechanische Kennwerte Mechanische Kennwerte im Zugversuch Spannung σ Der Zugversuch nach DN EN SO 527 dient der Beurteilung des Verhaltens von Kunststoffen bei kurzzeitiger, einachsiger Beanspruchung. σ R σ B σ R σ S " sprödharte Kunststoffe Wichtig für die Auswahl eines Kunststoffs sind neben dem Verhalten bei Spannung und Dehnung auch die Temperatur und die Zeit der Belastung. Zugspannung σ σ ist die auf den kleinsten gemessenen Anfangsquerschnitt des Probekörpers bezogene Zugkraft zu jedem beliebigen Zeitpunkt des Versuchs. Zugfestigkeit σ B σ B ist die Zugspannung bei Höchstkraft. Reißfestigkeit σ R ist die Zugspannung im Augenblick des Reißens. Streckspannung σ S ist die Zugspannung, bei der die Steigung der Kraft-Längen-Änderungskurve (siehe Grafik) zum erstenmal gleich Null wird. Dehnung ist die auf die ursprüngliche Messlänge L 0 des Probekörpers bezogene Längenänderung L zu jedem beliebigen Zeitpunkt des Versuchs. Die Dehnung bei Höchstkraft wird mit B, die Reißdehnung mit R, die Streckspannung mit S bezeichnet. σ R σ σ B σ R σ S Höchstspannung Reißfestigkeit Streckspannung zähharte Kunststoffe weiche, elastische Kunststoffe R S B R R B R S Dehnung bei Höchstspannung Reißdehnung Streckdehnung Elastizitätsmodul E Nur im untersten Bereich des Spannungs- Dehnungs-Diagramms ist bei Kunststoffen ein linearer Kurvenverlauf festzustellen. n diesem Bereich hat das Hook'sche Gesetz Gültigkeit, das besagt, dass der Quotient aus Spannung und Dehnung (Elastizitätsmodul) konstant ist. E = σ / in. " E-Modul verschiedener Kunststoffe im Vergleich (Raumtemperatur) in 8000 8000 7000 7000 9500 14000 8000 10000 6000 6000 5000 5000 4000 4000 3000 2000 1000 *Linke Säule: trocken 8 0 VESPEL SP1 PUR HT TECATOR HT GF 30 GF 40 Rechte Säule: feucht S E P TECAPE PTFE PVDF 46 66 66 GF 30 6 TECADUR PET TECADUR PBT GF 30 AH AD PP PE
Gleit- und Verschleißverhalten Kunststoffe haben sich in verschiedenen Bereichen als Gleitwerkstoffe bewährt. Besonders vorteilhaft sind dabei deren gute Trockenlaufeigenschaften, Geräusch- und Wartungsarmut, chemische Beständigkeit und die elektrische solierung. Das Gleit- und Verschleißverhalten ist dabei keine Materialeigenschaft, sondern wird spezifisch durch das tribologische System mit verschiedenen Parametern wie Werkstoffpaarung, Oberflächenrauigkeit, Schmierstoff, Belastung, Temperatur etc. ermittelt. Die inhärent guten Gleiteigenschaften der Kunststoffe können dabei durch Additive den entsprechenden Anforderungen angepasst werden (s. Kapitel "Modifizierungsmöglichkeiten" Seite 6). Verstärkend wirkende Zusätze wie Glasfasern, Glaskugeln oder mineralische Füllstoffe wirken sich in der Regel abrasiv auf den Gleitpartner aus. Gusspolyamide werden häufig in Gleitlageranwendungen eingesetzt, weshalb auch eine Vielzahl gleitreiboptimierter Materialien erhältlich ist. Wenn Lager auch unter hohen Temperaturen, mit hohen Geschwindigkeiten oder starken Flächenpressungen arbeiten sollen, kommen Hochtemperaturkunststoffe zum Einsatz. n den folgenden Diagrammen sind die tribologischen Eigenschaften verschiedener Gleitlagerwerkstoffe unterschiedlicher Oberflächenrauigkeit gegenübergestellt. Reibungskoeffizient µ 0,8 66 GF 0,6 CF 30 66 CF 66 LA 0,4 L 0,2 PVX 66 TECADUR PBT AH PE 5 Bedingungen: Last: 1, Geschwindigkeit: 0,5 m / s, gegen Stahl mit R z = 2,5 µm 0 1 2 3 5 10 20 50 100 Verschleißrate in µm/km Reibungskoeffizient µ 0,8 66 GF CF 30 0,6 AH 66 CF L 0,4 0,2 PE 5 0 66 LA TECADUR PBT 66 Bedingungen: Last: 1, Geschwindigkeit: 0,5 m / s, gegen Stahl mit R z = 0,2 µm 0 1 2 3 4 5 6 Verschleißrate in µm/km 9
Flammschutzklassifizierung Bei verschiedenen Kunststoffanwendungen werden hohe Anforderungen an den Flammschutz gestellt. Die Klassifizierung der Materialien erfolgt dabei im allgemeinen nach dem "UL Standard 94" der Underwriters' Laboratories. Die Einteilung in verschiedene Brandklassen wird anhand zweier Prüfaufbauten vollzogen: Horizontaler Flammenversuch nach UL 94 HB Material, das nach UL 94 HB eingestuft ist, darf bei einer Wanddicke unter 3,05 mm und waagrechter Einspannung eine maximale Brenngeschwindigkeit von 76,2 mm/min nicht überschreiten. Bei einer Wandstärke von 3,05-12,7 mm darf dieser Wert höchstens 38,1 mm/min betragen. Auf diese Weise eingestufte Materialien sind leicht brennbar und können daher den Anforderungen anderer Entflammbarkeitsprüfungen kaum entsprechen. Vertikaler Flammenversuch nach UL 94 n diesem Versuch wird eine Flamme für zehn Sekunden an den senkrecht eingespannten Prüfkörper gehalten und dann entfernt. Gemessen wird die Zeit bis zum Verlöschen der letzten Flamme, wobei die Untersuchung zehnmal durchgeführt wird. Neben der Brenndauer erfolgt die Klassifizierung danach, ob es zur Bildung brennender Tropfen kommt. Die einzelnen Kriterien sind in der folgenden Tabelle aufgeführt. Klassifizierung nach UL 94 Klassifizierung nach UL 94 V-0 V-1 V-2 Nachbrennen pro Beflammung 10 s 30 s 30 s Nachbrennen nach 10 Beflammungen 50 s 250 s 250 s Bildung brennender Tropfen Nein Nein Ja Sauerstoffindex nach ASTM D 2863 Der Sauerstoffindex eines Materials ist definiert als Mindestkonzentration von Sauerstoff, ausgedrückt in Vol.-% eines Sauerstoff / Stickstoffgemisches, welche die Verbrennung einer definierten Materialprobe aufrecht erhält. Werkstoff DN-Bez. Brandklasse nach UL 94 Sauerstoffindex nach ASTM D 2863 VESPEL P V-0 (3,2 mm) 49 P V-0 (3,2 mm) 44 TECATOR PA V-0 (3,2 mm) HT PEK V-0 (1,6 mm) 40 PEEK V-0 (1,45 mm) 35 PTFE PTFE V-0 (3,2 mm) 95 PPS V-0 (3,2 mm) GF 40 PPS V-0 (0,4 mm) E PES V-0 (1,6 mm) 39 P PPSU V-0 (0,8 mm) S PSU V-0 (4,5 mm) 32 PVDF PVDF V-0 (0,8 mm) 43 PC V-2 (3,2 mm) GF 30 PC V-1 (3,2 mm) TECADUR PET PET HB (3,2 mm) TECALUBE PA 6 G V-2 10
Strahlenbeständigkeit von Kunststoffen Kunststoffe kommen je nach Einsatzbereich mit verschiedenen Strahlungen in Kontakt, die gegebenenfalls die Struktur der Kunststoffe beeinflussen. Das Spektrum der elektromagnetischen Wellen reicht von Rundfunkwellen mit großer Wellenlänge über das normale Tageslicht mit kurzwelligen UV- Strahlen, bis zu den sehr kurzwelligen Röntgenund Gammastrahlen. Je kurzwelliger eine Strahlung ist, umso mehr kann der Kunststoff geschädigt werden. Wichtige Kenngröße im Zusammenhang mit elektromagnetischen Wellen ist der dielektrische Verlustfaktor, der den Energieanteil beschreibt, welcher vom Kunststoff aufgenommen wird. Kunststoffe mit hohen dielektrischen Verlustfaktoren erwärmen sich im elektrischen Wechselfeld stark und sind daher nicht als Hochfrequenz- und Mikrowellenisolierwerkstoff geeignet. Ultraviolettstrahlung UV-Strahlung durch Sonnenlicht ist vor allem bei ungeschützten Freiluftanwendungen wirksam. Von Natur aus sehr widerstandsfähige Kunststoffe sind in der Fluorkunststoffgruppe vertreten, z. B. unübertroffen PTFE und PVDF. Ohne entsprechende Schutzmaßnahmen beginnen verschiedene Kunststoffe in Abhängigkeit der Einstrahlung zu vergilben oder zu verspröden. UV-Schutz wird durch Additive (UV-Stabilisatoren) oder Oberflächenschutz (Lack, Metallisierung) erreicht. Die Zugabe von Ruß ist eine kostengünstige und bereits sehr wirksame gängige Methode. Gammastrahlenbeständigkeit Gamma- und Röntgenstrahlen sind in der medizinischen Diagnostik, Strahlentherapie, bei der Sterilisation von Einmalartikeln und auch in der Werkstoffprüfung und Messtechnik häufig anzutreffen. Die energiereiche Strahlung führt dabei oft zur Verringerung der Dehnung und damit zur Versprödung. Die Lebensdauer ist dabei abhängig von der Gesamtdosis der absorbierten Strahlung. Als sehr gut widerstandsfähig gegen Gammaund Röntgenstrahlung haben sich z.b. PEEK HT, PEEK, P und die amorphen Schwefelpolymere erwiesen. Sehr empfindlich und praktisch dafür nicht geeignet sind PTFE, POM. Strahlendosis in Kilogray (kgy), welche die Dehnung um weniger als 25% verringert. 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 40000 20000 0 VESPEL / ECATRON PVDF PVDF PE PE TECADUR PET PET CASON S TECADUR PBT PBT ECAMD 6 AH CAFNE PP PP PTFE PTFE 11
Anwendungen in der Elektrotechnik n der Elektrotechnik wird von den eingesetzten Kunststoffen oft eine statische Ableitung oder Leitfähigkeit gefordert. Dies erreicht man durch gezielte Zugabe von elektrisch aktiven Substanzen wie speziellen Leitrußen, Kohlenstofffasern, leitfähigen Mikrofasern mit Nanostruktur oder inhärent leitfähigen Stoffen. Die elektrischen Kennwerte können so in besser definierbaren Grenzen gehalten werden. Ein Material mit einem Oberflächenwiderstand von 10 6 Ω bis 10 12 Ω gilt als elektrostatisch ableitend. st der Oberflächenwiderstand kleiner als 10 6 Ω, spricht man von elektrisch leitfähigem Material. Leitruße kommen nur für Anwendungen außerhalb der Reinraumfertigung zum Einsatz, wo die eigentlichen Halbleiterstrukturen geschlossen und versiegelt sind. Kohlenstofffasern, Nanotubes und inhärent leitfähige Substanzen sind abriebfester und neigen deutlich weniger zu Kontaminationen. Werkstoff DN-Bez. Spezifischer Durchgangs- Oberflächenwiderstand in Ω cm widerstand in Ω PA ESD PA 10 9-10 11 10 9-10 11 TECAPE ESD 7 PE 10 6-10 8 10 8-10 10 ESD 7 PC 10 7-10 9 10 8-10 10 AH SD POM-C 10 9-10 11 10 9-10 11 ELS PEEK 10 2-10 4 10 1-10 3 CF 30 PEEK 10 5-10 7 10 5-10 7 PTFE C25 PTFE 10 2-10 4 10 2-10 4 PVDF AS PVDF 10 2-10 4 10 2-10 4 PVDF CF 8 PVDF 10 3-10 5 10 5-10 7 66 CF 20 PA 66 10 2-10 4 10 2-10 4 AH ELS POM-C 10 2-10 4 10 2-10 4 PP ELS PP 10 3-10 5 10 3-10 5 antistatisch elektrisch leitfähig 12
Anwendungen in der Lebensmittel- und Medizintechnik n der Lebensmittel- und Medizintechnik werden spezielle Anforderungen im Hinblick auf physiologische Eignung und Beständigkeiten gestellt. FDA-Konformität Die amerikanische Food and Drug Administration (FDA) prüft die Eignung von Materialien im Hinblick auf den Kontakt mit Lebensmitteln. Rohstoffe, Additive und Eigenschaften von Kunststoffen werden durch die FDA im Code of Federal Regulations CFR 21 spezifiziert. Materialien, die die entsprechenden Anforderungen erfüllen, gelten als FDA-konform. Biokompatibilität Die Biokompatibilität beschreibt die Verträglichkeit eines Materials mit dem Gewebe bzw. das physiologische System des Patienten. Die Beurteilung erfolgt nach verschiedenen Untersuchungen gemäß USP (U.S. Parmacopeia) Class V oder nach SO 10993. Beständigkeit gegenüber verschiedenen Sterilisationsverfahren und Chemikalien mehrfach verwendete Gerätschaften in der Medizintechnik müssen aufgrund von Aufbereitungsverfahren wie Sterilisation und Desinfektion gute Beständigkeiten aufweisen. Diese Anforderungen werden am Besten von Hochleistungskunststoffen erfüllt. Werkstoff DN-Bezeichnung FDA-Konformität* Biokompatibilität* Sterilisation Heißdampf 137 C Gammastrahlung MT PEEK x x + + PTFE PTFE x + - MT PPS x + + E PES x o + P PPSU x x + + S PSU x x o + PVDF PVDF x + + PC x - + 66 PA 66 x - o TECADUR PET PET x - + AH MT POM-C x o - PMP PMP x - + PP PP x - + PE PE x - + x Werkstoff entspricht FDA-Konformität bzw. Biokompatibilität + beständig o bedingt beständig - nicht beständig *FDA-Konformität und Biokompatibilität gelten für Naturmaterialien. Eingesetzte Pigmente werden auf die Eignung entsprechend den FDA-Regularien geprüft. Die Biokompatibilität ist keine Materialspezifikation und bedarf einer vorherigen Prüfung, ggf. einer Sonderproduktion. 13
Bearbeitung von Kunststoffen Zerspanungsrichtlinien α Sägen α Freiwinkel ( ) γ Spanwinkel ( ) V Schnittgeschwindigkeit m/min t Zahnteilung mm t γ PE, PP, PMP AH, AD TECADUR PET, PBT TECANYL TR TECARAN ABS ETFE, PVDF, PTFE S, P, E TECAPE 20 20 20 15 15 15 15 15 20 15 15 15 15 5 5 5 15 α - - - - - - - - - - - - - - - - - 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 10 10 10 30 2 2 0 5 5 5 5 0 5 0 0 0 0 0 0 0 10 γ - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 5 5 8 8 8 8 5 8 4 4 5 5 3 3 3 15 500 500 500 800 800 800 200 V 500 500-300 300 300 300 300 300 500 500 - - - - - - 800 800 800 900 900 900 300 3 3 2 3 3 3 3 2 2 2 2 3 3 10 10 10 3 t - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 8 5 8 8 8 8 8 5 5 5 5 5 14 14 14 5, P, TECATOR PA VESPEL Verstärkte/gefüllte ENSNGER Werkstoffe* * Verstärkungs-/Füllstoffe: Glasfasern, Glaskugeln, Kohlefasern, Grafit, Glimmer, Talkum, etc. Bohren 5 5 5 5 8 8 8 8 10 3 3 5 5 5 5 5 α - - - - - - - - - - - - - - - - 6 15 15 10 10 10 10 10 12 16 10 10 10 10 10 10 10 ϕ 10 10 15 10 10 10 10 10 5 10 10 10 10 5 5 5 5 γ - - - - - - - - - - - - - - - - - 20 20 30 20 20 20 20 30 20 20 20 30 30 10 10 10 10 γ α 90 ϕ 90 90 90 90 90 90 90 90 130 90 90 90 90 120 120-120 120 α Freiwinkel ( ) γ Spanwinkel ( ) ϕ Spitzwinkel ( ) V Schnittgeschwindigkeit m/min S Vorschub mm/u Der Drallwinkel β des Bohrers soll ca. 12 bis 16 betragen α Fräsen γ α Freiwinkel ( ) γ Spanwinkel ( ) χ Einstellwinkel ( ) V Schnittgeschwindigkeit m/min Der Vorschub kann bis 0,5 mm / Zahn betragen Drehen 50 50 50 50 50 50 50 50 150 20 20 50 50 80 80 80 80 V - - - - - - - - - - - - - - - - - 150 150 200 100 100 100 100 200 200 80 80 200 200 100 100 100 100 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,02 0,02 0,05 0,1 S - - - - - - - - - - - - - - - - - 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,1 0,1 0,15 0,3 10 10 5 5 10 10 10 5 5 2 2 5 5 2 2 2 15 α - - - - - - - - - - - - - - - - - 20 20 15 15 20 20 20 10 15 10 10 15 15 5 5 5 30 5 5 5 5 5 5 5 0 5 1 1 6 6 0 0 0 6 γ - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 15 15 15 15 15 15 10 15 5 5 10 10 5 5 5 10 250 250 250 300 250 250 250 250 250 90 90 90 80 V - - - 300 300 300 300 - - - - - - - - - - 500 500 500 500 500 500 500 500 500 100 100 100 100 6 6 6 5 5 5 5 5 6 6 2 2 2 6 α - - - - - - - - 10 6 6 - - - - - - 10 10 8 10 10 10 10 15 8 8 5 5 5 8 χ α α 0 0 0 0 6 6 6 25 5 0 0 0 0 0 2 γ - - - - - - - - - 0 0 - - - - - - 5 5 5 5 8 8 8 30 8 5 5 5 5 5 8 α Freiwinkel ( ) γ Spanwinkel ( ) χ Einstellwinkel ( ) V Schnittgeschwindigkeit m/min S Vorschub mm/u γ 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 7 7 7 45 χ - - - - - - - 15 10 - - - - - - - - 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 10 10 10 60 250 250 300 300 200 150 350 350 250 250 100 100 100 150 V - - - - 300 300 300 - - - - - - - - - - 500 500 600 400 500 500 400 400 500 500 120 120 120 200 Der Spitzenradius r soll mindestens 0,5 mm betragen 0,1 0,1 0,1 0,2 0,1 0,1 0,1 0,2 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,05 0,05 0,05 0,1 S - - - - - - - - - - - - - - - - - 05 05 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,3 0,3 0,3 0,5 0,5 0,08 0,08 0,25 0,5 Besondere Maßnahmen Erwärmen beim Sägen: ab Ø 60 GF, PVX, GF/PVX ab Ø 80 66 GF, TECADUR PET/PBT ab Ø 100 6 GF, 66, 66 MH Erwärmen beim Bohren im Zentrum: ab Ø 60 GF, PVX, GF/PVX ab Ø 80 66 MH, 66 GF, TECADUR PET/PBT ab Ø 100 6 GF, 66, TECAM 6 Mo, TECANYL GF Werkstoff auf 120 C vorwärmen Vorsicht mit Kühlmitteln Spannungsrissempfindlichkeit Hartmetallwerzeuge verwenden 14
Allgemeine Hinweise * Unverstärkte thermoplastische Kunststoffe lassen sich mit Werkzeugen aus Schnellarbeitsstahl bearbeiten. Bei verstärkten Materialien sind Hartmetallwerkzeuge erforderlich. n jedem Fall dürfen nur einwandfreie geschärfte Werkzeuge verwendet werden. Wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Kunststoffe muss für eine gute Wärmeabfuhr gesorgt werden. Die beste Kühlung ist die Wärmeabfuhr über den Span. Maßhaltigkeit Maßgenaue Teile setzen spannungsarm getempertes Halbzeug voraus. Die Zerspanungswärme führt sonst unweigerlich zum Freiwerden von Verarbeitungsspannungen und einem Verziehen des Teils. Treten hohe Zerspanungsvolumen auf, so ist nach der Hauptzerspanung evtl. zwischenzutempern, um die entstandenen Wärmespannungen wieder abzubauen. Die einzustellenden Temperaturen und Zeiten können Sie werkstoffspezifisch bei uns erfragen. Werkstoffe mit hoher Wasseraufnahme (z.b. Polyamide) müssen gegebenenfalls vor der Bearbeitung konditioniert werden. Kunststoffe erfordern größere Fertigungstoleranzen als Metalle. Außerdem ist die um ein Vielfaches größere Wärmeausdehnung zu berücksichtigen. Bearbeitungsverfahren 1. Drehen Richtwerte für die Schneidengeometrie sind in der Tabelle angegeben. Für Oberflächen mit besonders hoher Qualität ist die Schneide gem. Bild 1 als Breitschlichtschneide auszuführen. Beim Abstechen sollte der Meißel nach Bild 4 geschliffen sein, um eine Butzenbildung zu vermeiden. Bei dünnwandigen und besonders flexiblen Werkstücken dagegen arbeitet man vorteilhafter mit messerähnlich geschliffenen Werkzeugen (Bild 2 und 3). 2. Fräsen Für plane Flächen ist das Stirnfräsen wirtschaftlicher als das Umfangsfräsen. Beim Umfangs- und Formfräsen sollten die Werkzeuge nicht mehr als zwei Schneiden haben, damit Schwingungen auf Grund der Schneidenzahl klein bleiben und die Spanräume genügend groß sind. Optimale Schnittleistungen und Oberflächengüten ergeben sich bei Einschneidewerkzeugen. 3. Bohren m Allgemeinen lassen sich Spiralbohrer verwenden; diese sollten einen Drallwinkel von 12 bis 16 und sehr glatte Spiralnuten zur guten Spanabfuhr besitzen. Größere Durchmesser sind vorzubohren bzw. mittels Hohlbohrer oder durch Ausstechen herzustellen. Beim Bohren ins volle Material ist besonders auf einwandfrei geschärfte Bohrer zu achten, da sonst die entstehende Druckspannung bis zum Reißen des Materials anwachsen kann. Verstärkte Kunststoffe besitzen höhere Verarbeitungsrestspannungen bei geringer Schlagzähigkeit als unverstärkte und sind daher besonders rissempfindlich. Sie sollten nach Möglichkeit vor dem Bohren auf etwa 120 C erwärmt werden (Erwärmungszeit ca. 1 Std. pro 10 mm Querschnitt). Auch bei Polyamid 66 sowie Polyester empfiehlt sich dieses Verfahren. 4. Sägen Unnötige Wärmebildung durch Reibung ist zu vermeiden, da beim Sägen meist dickwandige Teile mit relativ dünnen Werkzeugen getrennt werden. Zweckmäßig sind daher gut geschärfte und stark geschränkte Sägeblätter. 5. Gewindeherstellen Gewinde werden am besten durch Strehlen hergestellt; Gratbildung lässt sich durch zweizahnige Strehler vermeiden. Schneideisen sind nicht zu empfehlen, da beim Rücklauf mit einem Nachschneiden zu rechnen ist. Gewindebohrer müssen häufig mit einem Aufmaß (materialund durchmesserabhängig, Richtwert: 0,1 mm) versehen werden. 1 Nachschneide 2 Drehmeißel Bild 1 Anschliff verhindert Butzen Spannungsverlauf stumpfer Bohrer Bild 4 6. Sicherheitsvorkehrungen Bei Nichteinhaltung der Zerspanungsrichtwerte kann es zu örtlichen Überhitzungen kommen, die bis zur Werkstoffzersetzung führen können. Die dabei frei werdenden Zersetzungsprodukte, u.a. aus PTFE-Füllstoffen, sind durch Absaugeinrichtungen aufzufangen. Tabakwaren sind in diesem Zusammenhang wegen möglicher Vergiftungserscheinungen aus den Arbeitsräumen fernzuhalten. Abschneiden von flexiblen Kunststoffen Bild 2 Spannungsverlauf geschärfter Bohrer Bild 5 * Unsere anwendungstechnische Beratung in Wort und Schrift soll hre eigene Arbeit unterstützen. Sie gilt als unverbindliche Empfehlung, auch im Bezug auf etwaige Schutzrechte Dritter. Eine Haftung für mögliche Schäden, die bei der Bearbeitung auftreten, können wir nicht übernehmen. Abschneiden von flexiblen Kunststoffen Bild 3 Bild 6 15
Tempern Bei der spanenden Bearbeitung von Kunststoff-Halbzeugen empfiehlt sich unter Umständen nach einer groben Vorzerspanung ein Temperprozess, um die bestmögliche Maßhaltigkeit und Beständigkeit zu erreichen. Tempern ist eine Temperaturbehandlung, die folgenden Zwecken dient: Steigerung der Kristallinität zur Verbesserung der Festigkeit und Chemikalienbeständigkeit Die in der nachfolgenden Tempervorschrift angegebenen Parameter sind Richtwerte und gelten für Wandstärken bis 50 mm. Für größere Wandstärken bitte Kontakt mit unserem Technischen Marketing aufnehmen. Reduktion der inneren Spannungen, die durch Extrusion oder Zerspanung entstehen. Erhöhung der Dimensionsstabilität über einen breiten Temperaturbereich. Werkstoff DN-Bez. Aufheizen Halten ** Abkühlen VESPEL P 2 Std. auf 160 C 1 Std. mit 20 C pro Std. auf 40 C 2 Std. auf 300 C je cm Wanddicke P 2 Std. auf 160 C 02 Std. bei 160 C mit 20 C pro Std. auf 40 C 6 Std. auf 280 C 10 Std. bei 280 C PEEK 3 Std. auf 120 C 1,5 Std. mit 20 C pro Std. auf 40 C 4 Std. auf 220 C je cm Wanddicke PPS 3 Std. auf 120 C 1,5 Std. mit 20 C pro Std. auf 40 C 4 Std. auf 220 C je cm Wanddicke E PES 3 Std. auf 100 C 1 Std. mit 20 C pro Std. auf 40 C 4 Std. auf 200 C je cm Wanddicke P PPSU 3 Std. auf 100 C 1 Std. mit 20 C pro Std. auf 40 C 4 Std. auf 200 C je cm Wanddicke S PSU 3 Std. auf 100 C 1 Std. mit 20 C pro Std. auf 40 C 3 Std. auf 165 C je cm Wanddicke PVDF PVDF 3 Std. auf 90 C 1 Std. mit 20 C pro Std. auf 40 C 3 Std. auf 150 C je cm Wanddicke PC 3 Std. auf 80 C 1 Std. mit 20 C pro Std. auf 40 C 3 Std. auf 130 C je cm Wanddicke TECADUR PET PET 3 Std. auf 100 C 1 Std. mit 20 C pro Std. auf 40 C 4 Std. auf 180 C je cm Wanddicke TECADUR PBT GF 30 PBT 3 Std. auf 100 C 1 Std. mit 20 C pro Std. auf 40 C 4 Std. auf 180 C je cm Wanddicke 6 PA 6 3 Std. auf 90 C 1 Std. mit 20 C pro Std. auf 40 C 3 Std. auf 160 C je cm Wanddicke 66 PA 66 3 Std. auf 100 C 1 Std. mit 20 C pro Std. auf 40 C 4 Std. auf 180 C je cm Wanddicke AH POM-C 3 Std. auf 90 C 1 Std. mit 20 C pro Std. auf 40 C 3 Std. auf 155 C je cm Wanddicke AD POM-H 3 Std. auf 90 C 1 Std. mit 20 C pro Std. auf 40 C 3 Std. auf 160 C je cm Wanddicke ** bei Maximaltemperatur, falls nicht anders angegeben 16
Schweißen Eine gängige Verbindungstechnik für Kunststoffe ist das Schweißen. Je nach Verfahren sind in der Konstruktionsphase entsprechende Gestaltungsrichtlinien zu beachten. Bei Hochtemperaturkunststoffen ist zu beachten, dass recht hohe Energiebeträge zur Plastifizierung des Materials einzubringen sind. Die folgende Tabelle zeigt verschiedene Schweißverfahren im Vergleich. Verfahren Heizelement- und Warmgasschweißen Ultraschallschweißen Vibrations-/Reibschweißen Laserschweißen Heizelement Sonotrode Schlitten mit Werkstück Angleichen/ Erwärmen Fügen/Abkühlen Werkstücke Prinzip Erwärmung der Fügepartner durch ein Heizelement oder durch heißes Gas, Zusammenfügung unter Druck Erwärmung einer Fügezone (mit spezieller Geometrie) durch Ultraschallschwingung Erwärmung der Fügepartner durch Vibration oder Reibung, Zusammenfügung unter Druck Schweißzeit Vorteile 20 bis 40 s hohe Festigkeit kostengünstig 0,1 bis 2 s kürzeste Zykluszeiten leicht 0,2 bis 10 s für große Teile geeignet oxidationsempfindliche automatisierbar Kunststoffe schweißbar Erwärmung der Fügepartner durch einen Laserstrahl hohe Festigkeit nahezu beliebige Nahtgeometrie hohe Präzision. Kleben Zur Verbindung von Kunststoffen gibt es Lösungsmittelklebstoffe Schmelzklebstoffe Adhäsionsklebstoffe auf Epoxid-, Polyurethan-, Kautschuk- oder Cyanacrylat-Basis. Beim Verkleben von Kunststoffen sollten Spannungsspitzen vermieden und eine Belastung der Klebestelle durch Druck oder Scherung bevorzugt werden. Biege-, Schäl- oder reine Zugbeanspruchung sind zu vermeiden. Zur Erhöhung der Festigkeit ist die Vorbehandlung der Kunststoffoberfächen empfohlen, um die Oberflächenaktivität zu vergrößern. Dafür bieten sich die folgenden Methoden an: Reinigen und Entfetten der Werkstoffoberflächen Mechanische Oberflächenvergrößerung durch Anschleifen oder Sandstrahlen Physikalische Aktivierung der Oberfläche durch Flamm-, Plasma- oder Koronabehandlung Chemisches Ätzen zur Bildung einer definierten Grenzschicht Generell sind für die Verklebung von Kunststoffen möglichst praxisnahe Vorversuche nötig. Ferner ist die Kontaktaufnahme mit erfahrenen Klebstoffherstellern empfehlenswert. Folgende Hersteller bieten Klebstoffe für Konstruktions- und Hochleistungskunststoffe an: Panacol-Elosol GmbH Obere Zeil 6-8 61440 Oberursel Telefon: 06171/6202-0, Fax: 06171/6202-90 www.panacol.de Henkel Loctite Deutschland GmbH Arabellastraße 17 81925 München Telefon: 089/9268-0, Fax: 089/9101978 www.loctite.com Dymax Europe GmbH Trakehner Straße 3 60487 Frankfurt Telefon: 069/7165-3568, Fax: 069/7165-3830 www.dymax.de DELO ndustrieklebstoffe GmbH & Co. KG Ohmstraße 3 86899 Landsberg Telefon: 08191/3204-0, Fax: 08191/3204-44 www.delo.de Werkstoff DN-Bez. Lösungsmittel- Adhäsionsklebstoff auf Basis klebstoff Epoxydharz Polyurethan Kautschuk Cyanacrylat VESPEL P x x x x P x x x x PEEK x x x x PPS x x x x E PES x x P PPSU x x x S PSU x x x PVDF PVDF x x x x x PC x x x TECADUR PET PET x x x x TECADUR PBT PBT x x x x 6 PA 6 x 66 PA 66 x x x x x AH POM-C x AD POM-H x PP PP x x x PE PE x x x x = geeignete Klebstoffe verfügbar 17
Verfügbare Abmessungen für Halbzeuge Unsere Werkstoffe können in den folgenden Abmessungen gefertigt werden. Die aktuelle Lieferfähigkeit bestimmter Abmessungen ist im Bedarfsfall zu klären. Werkstoff DN-Bez. Rundstäbe Platten Hohlstäbe VESPEL P 6,3 mm - 82,5 mm 1,6 mm - 50,8 mm 40,6/27,9 mm - 180/142 mm P 5 mm - 100 mm 5 mm - 100 mm 55/30 mm - 125/95 mm HT PEK 5 mm - 150 mm 5 mm - 70 mm PEEK 5 mm - 200 mm 5 mm - 100 mm 40/25 mm - 300/200 mm GF 30 PEEK 5 mm - 100 mm 6 mm - 80 mm PVX PEEK 5 mm - 100 mm 5 mm - 60 mm 40/25 mm - 250/200 mm PTFE PTFE 4 mm - 300 mm 1 mm - 150 mm PPS 4 mm - 60 mm 8 mm - 50 mm GF 40 PPS 4 mm - 60 mm 8 mm - 70 mm PVX PPS 4 mm - 60 mm 8 mm - 50 mm E PES 4 mm - 150 mm 5 mm - 80 mm P PPSU 4 mm - 150 mm 5 mm - 80 mm S PSU 4 mm - 200 mm 5 mm - 80 mm PVDF PVDF 4 mm - 300 mm 5 mm - 100 mm PC 4 mm - 250 mm 1 mm - 100 mm GF 30 PC 4 mm - 180 mm 5 mm - 100 mm TECADUR PET PET 4 mm - 200 mm 1 mm - 100 mm 25/18 mm - 300/200 mm TECADUR PBT GF 30 PBT 4 mm - 150 mm 5 mm - 100 mm PA 6 G 20 mm - 1000 mm 8 mm - 200 mm 60/30 mm - 710/500 mm 12 PA 12 G 15 mm - 150 mm 8 mm - 60 mm TECARM PA 6 G 30 mm - 150 mm 30 mm - 100 mm 6 PA 6 4 mm - 300 mm 1 mm - 100 mm 25/18 mm - 300/200 mm 66 PA 66 4 mm - 200 mm 5 mm - 100 mm 66 GF 30 PA 66 4 mm - 150 mm 5 mm - 100 mm AH POM-C 3 mm - 250 mm 1 mm - 100 mm 25/18 mm - 505/390 mm AD POM-H 3 mm - 200 mm 5 mm - 100 mm 18
Haftungsausschluss Unsere nformationen und Angaben stellen keine Zusicherung oder Garantie dar, seien sie ausdrücklich oder stillschweigend. Sie entsprechen dem heutigen Stand unserer Kenntnisse und sollen über unsere Produkte und deren Anwendungsmöglichkeiten informieren. Sie haben somit nicht die Bedeutung, die chemische Beständigkeit, die Beschaffenheit der Produkte und die Handelsfähigkeit rechtlich verbindlich zuzusichern oder zu garantieren. Die Eigenschaften der Liefergegenstände werden durch verschiedene Faktoren wie beispielsweise Materialauswahl, Zusätze zum Material, Formteil- und Werkzeugauslegung, Verarbeitungs- oder Umweltbedingungen beeinflusst. Soweit nicht anders angegeben, sind die aufgeführten Messwerte Richtwerte, die auf Laborversuchen unter standardisierten Bedingungen basieren. Die genannten Angaben bilden allein keine ausreichende Grundlage für eine Bauteil- oder Werkzeugauslegung. Die Entscheidung über die Eignung eines bestimmten Materials, Verfahrens und einer bestimmten Bauteil- und Werkzeugauslegung für einen konkreten Einsatzzweck obliegt ausschließlich dem jeweiligen Kunden. Die Eignung für einen konkreten Einsatzzweck oder eine bestimmte Verwendung wird rechtlich verbindlich nicht zugesichert oder garantiert, es sei denn, uns wurde der konkrete Einsatzzweck oder die geplante Verwendung schriftlich mitgeteilt und wir haben daraufhin schriftlich bestätigt, dass unser Produkt gerade auch für den vom Kunden schriftlich mitgeteilten konkreten Einsatzzweck oder die geplante Verwendung geeignet ist. Die Beschaffenheit unserer Produkte bestimmt sich nach den zur Zeit des Gefahrübergangs in Deutschland geltenden gesetzlichen Vorschriften, soweit diese gesetzlichen Vorschriften Regelungen über die Beschaffenheit gerade der Produkte enthalten. Nur wenn der Kunde uns ausdrücklich schriftlich darauf hinweist, dass er unsere Produkte eventuell nach Verarbeitung oder Einbau exportieren wird, und nur wenn wir dann die Eignung für den Export ausdrücklich schriftlich bestätigen, werden wir auch für die Einhaltung der im Fall des Exports geltenden Vorschriften der europäischen Union, ihrer Mitgliedstaaten, der anderen Vertragsstaaten des Abkommens über den europäischen Wirtschaftsraum (Norwegen, sland, Lichtenstein) sowie der Schweiz und der USA sorgen. Wir sind nicht verpflichtet, für die Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften anderer Staaten Vorsorge zu treffen. Wir tragen dafür Sorge, dass unsere Produkte frei von Rechten oder Ansprüchen Dritter sind, die auf gewerblichem oder anderem geistigen Eigentum (Patente, Gebrauchsmuster, Geschmacksmuster, Urheberrechte oder anderer Rechte) beruhen. Diese Verpflichtung gilt für Deutschland; sie gilt für die anderen Mitgliedstaaten der europäischen Union, der anderen Vertragsstaaten des Abkommens über den europäischen Wirtschaftsraum sowie die Schweiz und die USA nur dann, wenn der Kunde uns ausdrücklich schriftlich darauf hinweist, dass er unsere Produkte eventuell nach Verarbeitung oder Einbau - exportieren wird und wir ausdrücklich schriftlich bestätigen, dass die Produkte exportiert werden können. Eine Haftung für andere als die genannten Staaten übernehmen wir nicht. Konstruktions- oder Formänderungen, Abweichungen im Farbton sowie Änderungen des Liefer- oder Leistungsumfanges bleiben vorbehalten, sofern die Änderungen oder Abweichungen unter Berücksichtigung unserer nteressen für den Kunden zumutbar sind. Unsere Produkte sind nicht für eine Verwendung in medizinischen oder zahnmedizinischen mplantaten bestimmt. Hinweise zu den Werkstoffrichtwerten auf Seite 20 bis 25 Diese Angaben entsprechen dem heutigen Stand unserer Kenntnisse und sollen über unsere Produkte und deren Anwendungsmöglichkeiten informieren. Sie haben somit nicht die Bedeutung, bestimmte Eigenschaften der Produkte oder deren Eignung für einen konkreten Einsatzzweck rechtlich verbindlich zuzusichern. Etwa bestehende gewerbliche Schutzrechte sind zu berücksichtigen. Eine einwandfreie Qualität gewährleisten wir im Rahmen unserer Allgemeinen Verkaufsbedingungen. Normprüfungen erfolgen im Normalklima 23/50 nach DN 50 014. Technische Änderungen vorbehalten. Vespel ist registriertes Warenzeichen von du Pont de Nemours and Company. Bemerkung: Bei Polyamiden sind die Werte stark vom Feuchtigkeitsgehalt abhängig. * feucht, nach Lagerung im Normalklima 23/50 (DN 50 014) bis zur Sättigung. + = beständig (+) = bedingt beständig = unbeständig (abhängig von Konzentration, Zeit und Temperatur) Die Werte sind Durchschnittswerte aus vielen Einzelmessungen, sofern nicht anders vermerkt, aus Prüfungen an spritzgegossenen Probekörpern. (1) Bei Kunststoffen, die unter»zusätze bzw. Farbe«alternativ auch in Schwarz angegeben sind, gelten die elektrischen Werte nicht für die schwarze Variante. (2) Geprüft an Halbzeug. (3) Erwartete Werte. (4) Die Schlagzähigkeit wird nach verschiedenen Methoden gemessen. Die Werte in der folgenden Tabelle sind für jeweilige Messmethoden mit Buchstaben markiert (c) Charpy: DN EN SO 179: a n kj/m 2 (ai) zod: ASTM D 256: a n J/m (di) zod: DN EN SO 180, a n kj/m 2 (k) Kerbschlagzähigkeit DN EN SO 179: a n kj/m 2 19
ENSNGER Hochtemperatur-Kunststoffe. Werkstoffrichtwerte. Werksbezeichnung DN- Bezeichnung Zusätze bzw. Farbe Dauergebrauchstemperatur C ρ g/cm 3 Dichte (ASTM D 792, DN EN SO 1183) σ S Streckspannung (ASTM D 638, DN EN SO 527) Reißfestigkeit (ASTM D 638, DN EN SO 527, ASTM D 1708 (a)) Mechanische Werte Werksbezeichnung VESPEL VESPEL SP1 P braun 300 1,43 86 (a) 7,5 (a) 3275 3100 0,35 SP1 VESPEL VESPEL SP21 P CS 15 schwarz 300 1,51 66 (a) 4,5 (a) 3790 0,30 SP21 VESPEL Molybdändisulfid, VESPEL SP3 P anthrazit 300 1,6 59 (a) 4 (a) 3280 SP3 PUR HT P schwarz 300 1,35 116 9 4000 4000 75(c) 12 0,8 PUR HT 15 G P CS 15 15% Grafit, schwarz 300 1,42 97 2,8 4000 4000 88(d) 26(ai) 0,27 15 G 30 P P TF 30 30% PTFE 260 1,51 82 4,1 84(d) 23(ai) 0,45 30 P 8000 PTFE + P Polyimid P84, braun 250 1,85 15 200 65(d) o. Br.(c) 0,15-0,2 8000 PA ESD PA schwarz 300 1,54 85 4 4500 93(d) 21(ai) PA ESD PA PUR PA braun 300 1,38 110 5,5 4500 4240 91(d) 23(ai) PA PUR TECATOR PA gelbbraun 260 1,42 192 15 4900 5000 E 86 TECATOR TECATOR TECATOR PVX 1 PA CS 12 TF 3 Grafit, PTFE, schwarz 260 1,46 164 7 6600 6900 E 72 PVX 1 HT PEK 260 1,32 110 20 3800 4100 108(r) 52 (ai) HT CLASSX (TM) PEEK weiß 260 1,38 95 >25 4200 7,6 (d) CLASSX (TM) PEEK auch schwarz (1) 260 1,30 95 25 3000 4100 M99 o. Br.(c) 0,30-0,38 GF 30 PEEK GF 30 30% Glasfasern 260 1,51 180 2,5 9500 10000 M103 60(c) 36 0,38-0,46 GF 30 PEEK CF 30 30% Kohlefasern, CF 30 schwarz 260 1,40 215 1,5 18500 20000 255 (2) 35(c) CF 30 10% Kohlefasern, TECAPEET PVX PEEK Grafit, PTFE, schwarz 260 1,48 130 1,5 9500 8100 208 (2) 30(c) 0,11 PVX MT PEEK farbig, auch schwarz (1) 260 1,30 95 20 3000 4100 M99(r) o. Br.(c) 0,30-0,38 MT ELS PEEK CF Kohlefaser, schwarz 260 1,44 175 1 15500 M105 30(c) ELS TF 10 PEEK TF 10 PTFE 260 1,35 80 15 3000 o. Br.(c) TF 10 PPS 230 1,35 75 4 3700 3600 190 50(c) MT sw PPS schwarz 230 1,35 75 4 3700 3600 190 50(c) MT sw GF 40 PPS GF 40 40% Glasfasern 230 1,64 185 1,9 14000 13000 320 45(c) GF 40 10% Kohlefasern, PVX PPS Grafit, PTFE, schwarz 230 1,47 115 1,5 10000 203 (2) 20(c) 0,21 0,69 PVX LAM VF PPS 230 1,35 90 8 1900 LAM VF GF 15 VF PPS 15% Glasfasern 230 1,44 120 2 7700 7500 32(c) GF 15 VF GF 30 VF PPS 30% Glasfasern 230 1,58 160 2 11000 GF 30 VF GF 40 VF PPS 40% Glasfasern 230 1,65 185 1,9 14000 14000 320 45(c) GF 40 VF S PSU transluzent 160 1,24 80 6 > 50 2600 147 o. Br.(c) 42 22 0,4 S S GF 30 PSU GF 30 30% Glasfaser 160 1,49 125 1,8 9900 202 20 (di) S GF 30 E PES transluzent 180 1,37 90 6 6,5 2700 148 o. Br.(c) 20 E E GF 30 PES 180 1,60 140 2,0 10200 221 35(c) E GF 30 P, P MT PPSU farbig 170 1,29 70 > 50 2350 2600 P, P MT PVF PPSU 170 1,29 70 > 50 2350 2600 P VF TECAPE TECAPE TECAPE MT PE transluzent, farbig 170 1,27 105 > 50 3200 3300 140 4(c) TECAPE MT TECAPE TECAPE GF 30 PE GF 30 30% Glasfasern 170 1,51 165 2 9500 9000 165 40(c) GF 30 TECAPE TECAPE ESD 7 PE ESD 7 schwarz 170 1,26 65 4 2760 2920 123 (r) 7,5 (ai) ESD 7 σ R ε R% Reißdehnung (ASTM D 638, DN EN SO 527, ASTM D 1708 (a)) Elastizitätsmodul, Zugversuch (ASTM D 638, DN EN SO 527) E Z E B Elastizitätsmodul, Biegeversuch (ASTM D 790, DN EN SO 178) H K Zeitstandfestigkeit nach 1000 h bei statischer Belastung Härte (Kugeldruck: SO 2039/1, Shore D: DN EN SO 00868 (d), Rockwell: ASTM D 785, SO 2039/2 (r) Schlagzähigkeit: Detailinformationen s. Fußnote (4), Seite 19 σ B/1000 σ 1/1000 Zeitdehnspannung für 1% Dehnung nach 1000 h µ Gleitreibungskoeffizient o = 0,05N/mm 2 v = 0,6m/s gegen Stahl gehärtet und geschliffen Gleitverschleiß (Bedingung wie zuvor) V µ/km 20
T m C T g HDT/A C C HDT/B C C Thermische Werte Elektrische Werte** Verschiedene Daten Dielektrischer Verlustfaktor (10 6 Hz, ASTM D 150, DN 53 483, E-250) Schmelztemperatur (DN 53 765) Dynamische Glasübergangstemperatur (DN 53 765) Formbeständigkeitstemperatur nach DN EN SO 75 Verfahren A Formbeständigkeitstemperatur nach DN EN SO 75 Verfahren B Gebrauchstemperatur kurzzeitig Wärmeleitzahl (23 C) Spezifische Wärmekapazität (23 C) Lin. Längenausdehnungskoeffizient (23 C, ASTM D 696, DN SO 7991, ASTM E 831) Dielektrizitätszahl (10 6 Hz, ASTM D 150, DN 53 483, E-250) λ W/(K m) c J/(g K) α 10-5 1/K ε r tan δ R D Ω cm R OΩ Spezifischer Durchgangswiderstand (ASTM D 257, EC 93, DN EC 60093) Oberflächenwiderstand (ASTM D 257, EC 93, DN EC 60093) Durchschlagsfestigkeit (ASTM D 149, DN EN 60093) Kriechstromfestigkeit (DN EN 60112, VDE 0303 Teil 1) Feuchtigkeitsaufnahme im Normklima 23 C/50% rel. Luftfeuchte (DN EN SO 62) Feuchtigkeitsaufnahme in Wasserlagerung (DN EN SO 62) Beständigkeit gegen heißes Wasser, Waschlaugen Brennbarkeit nach UL-Standard 94 Verhalten bei Freibewitterung** E d kv/mm Stufe W(H 2 O) W S % % Werksbezeichnung Werksbezeichnung VESPEL 360 360 360 0,35 1,13 5,4 3,55 0,0034 1014-10 15 - VESPEL SP1 10 22 1,3 V0 15 10 16 SP1 VESPEL 10 12 - VESPEL SP21 360 360 360 0,87 4,9 13,4 0,01 10 9,84 1,1 V0 13 SP21 VESPEL VESPEL SP3 SP3 PUR HT 360-375 368 350 0,22 1,04 4,4 3,1 0,003 10 17 10 16 20 2,6 3,6 (+) V0 (+) PUR HT 15 G 330 300 350 0,53 1,13 3,8 10 7 2,3 (+) V0 + 15 G 30 P 330 350 5 10 17 10 16 30P 8000 327-20 260 0,25 1 6 2,3 10 18 0,5 0,7 (+) V0 + 8000 PA ESD 340 320 3,3 10 9-10 11 10 9-10 11 2,1 (+) V0 (+) PA ESD PA PUR 340 300 4,8 3 V0 PA PUR TECATOR 285 278 270 0,26 3,1 3,9 0,031 > 10 15 > 10 18 23,6 2,5 4,5 + V0 - TECATOR TECATOR 285 279 270 0,54 2,5 1,9 3,5 + V0 + TECATOR PVX 1 PVX 1 HT 374 157 165 5,7 3,3 0,0035 10 16 V0 - HT CLASSX (TM) 143 300 CLASSX (TM) 343 143 140 182 300 0,25 0,32 5,0 3,2-3,3 0,001-0,004 10 16 10 15 20 0,1 0,5 + V0 - GF 30 343 143 315 300 0,43 2,0 0,004 10 15 10 15 24,5 0,1 0,1 + V0 - GF 30 CF 30 343 143 315 300 0,92 1,5 (2) 10 5-10 7(2) 10 5-10 7(2) 0,1 0,1 + V0 + CF 30 PVX 343 143 277 300 0,24 2,2 3x10 6 5x10 6 0,1 0,1 + V0 + PVX 343 143 140 182 300 0,25 0,32 5,0 3,2-3,3 0,001- MT 0,004 10 16 10 15 20 0,1 0,5 + V0 - MT ELS 343 143 300 0,9 1,5 10 2-10 4 10 1-10 3 0,1 0,2 + V0 + ELS TF 10 300 143 300 0,1 + V0 - TF 10 280 90 110 260 0,25 5 10 13 10 15 0,01 + V0 - MT sw 280 90 110 260 0,25 5 10 13 10 15 0,01 + V0 + MT sw GF 40 280 90 260 260 0,25 1,18 ca. 3 4 0,004 10 13 10 15 20 KC 175 0,02 1 + V0 - GF 40 PVX 280 90 260 3-4 (2) 4x10 5(2) 1x10 6(2) 0,02 + V0 + PVX LAM VF 280 87 110 260 0,25 5 10 13 10 15 0,01 V0 LAM VF GF 15 VF 280 90 220 115 10 15 0,02 V0 GF 15 VF GF 30 VF 280 90 255 10 15 10 15 0,02 V0 GF 30 VF GF 40 VF 280 90 260 260 0,25 1,18 ca. 3 4 0,004 10 13 10 15 20 KC 175 0,02 V0 GF 40 VF KA 1 KB S 180 169 181 180 0,25 1 5,5 3,1 0,005 10 16 10 14 42 175 0,2 0,8 + V0 - S S GF 30 188 183 186 180 2,1 3,7 0,006 10 16 10 14 >60 0,1 0,5 + V0 - S GF 30 E 225 204 214 220 0,18 1,12 5,5 3,5 0,005 10 16 10 14 40 0,7 2,1 + V0 - E KB 200 E GF 30 225 212 215 220 2,1 4 0,004 10 16 10 14 20 KC 175 0,5 1,5 + V0 E GF 30 P, P MT 220 207 214 190 0,35 5,6 3,45 10 15 10 13 15 0,37 1,1 + V0 + P, P MT PVF 220 207 214 190 0,35 5,6 3,45 10 15 10 13 15 0,37 V0 P VF TECAPE TECAPE TECAPE MT 217 180 200 200 0,22 5 3,15 0,001 10 15 10 15 33 0,7 1,25 + V0 - TECAPE MT TECAPE TECAPE GF 30 217 210 215 200 0,23 2 3,7 0,007 10 15 10 15 30 0,5 0,9 + V0 - GF 30 TECAPE 10 6-10 8 - TECAPE ESD 7 215 190 200 0,25 5,2 10 0,25 V0 + 8 10 10 ESD 7 21
ENSNGER Konstruktions-Kunststoffe. Werkstoffrichtwerte. PA 66 100 1,14 80/60* 40/150* 3100/ 170/ 66 2000* 2830 100* o. Br.(c) 55 8 0,35-0,42 0,9 66 Hitzestabilisator, PA 66 115 1,14 80/60* 50/150* 2700/ 170/ 66 H braun 1600* 100* o. Br.(c) 6 66 H PA 66 GF 30 30% Glasfasern, 160/ 110 1,35 3/5* 8000/ 66 GF 30 schwarz 140* 7500* 175 (2) 70(c) 40 0,45-0,5 66 GF 30 PA 66 CF 20 20% Kohlefasern, 190/ 110 1,23 2,5/6* 13000/ 187/ 66 CF 20 schwarz 150* 10000* 200* 45(c) 0,16-0,2 0,7 (2) 66 CF 20 PA 66 SF 20 20% Aramidfasern, 4800/ 50 / SF 20 schwarz 110 1,2 100/83* 3/7,5* 3500 3100* 70*(c) 0,39 SF 20 PA 66 Gleitmittel 90 1,11 60/50* 10/40* 2000/ 117/ 66 LA 1600* 100 50(c) 3 0,18-0,20 0,08 (2) 66 LA Molybdändisulfid, 0,20-66 MH PA 66 schwarz 100 1,14 75 > 25 2500 107 (2) o. Br.(c) 8,5 0,25 0,08 66 MH 12 PA 12 G 110 1,03 54 40 > 100 1800 o. Br.(c) 12 Hitzestabilisator, PA 6 G 115 1,15 80/60* 5/50* 4000/ H braun 3300* 170 H ST PA 6 G Zähmodifikator 100 1,15 50 50/70* 2000 95 ST PA 6 G 100 1,15 85/60* 5/50* 4000/ R 3300* 170 R PA 6 G 100 1,15 85/60* 3/50* 3300/ 90/ T 1700* 160 o. Br.(c) 50 5 0,4 T M PA 6 G MoS 2, anthrazit 100 1,15 90 5/30* 3500 175 M TM PA 6 G MoS 2, anthrazit 100 1,15 75 40/60* 2800 145 TM L PA 6 G natur 100 1,15 70 20/40* 2500 125 L TECARM 15% Elastomer 2100/ 2280/ 77/ 20/42* TECARM 1500 PA 6 G natur 95 1,12 54/44* 90/320* 900* 1100* 73* (d) (k) 1500 TECARM 40% Elastomer 420/ 450/ 500/ 59/52* TECARM 4000 PA 6 G natur 95 1,13 26/22* 420* 230* 240* (d) 4000 TECAM 107/ TECAM 6 MO PA 6 MoS 2, schwarz, 100 1,14 75 > 25 2700 85* o. Br.(c) 5 0,32-0,37 0,16 (2) 6 MO 70/ 3000/ 160/ 6 PA 6 100 1,13 85/60* 200* 1800* 70* o. Br.(c) 45 4,5 0,38-0,45 0,23 6 30% Glasfasern 140/ PA 6 GF 30 100 1,35 2,5/5* 8500/ 6 GF 30 schwarz 110* 6000* 147 (2) 55(c) 21-35 0,46-0,52 6 GF 30 PA 6 140 1,20 105/60* 105/ 5/19* 5400*/ 4200*/ 70/ 6 VF 55* 2500 210 140 105*(c) 6 VF DN- Bezeichnung Zusätze bzw. Farbe Dauergebrauchstemperatur C Dichte ρ g/cm 3 σ S (ASTM D 638, DN EN SO 527) Reißfestigkeit (ASTM D 638, (ASTM D 792, DN EN SO 1183) Streckspannung σ R DN EN SO 527, ASTM D 1708 (a)) ε R% E Z Mechanische Werte Elastizitätsmodul, Zugversuch (ASTM D 638, DN EN SO 527) Reißdehnung (ASTM D 638, DN EN SO 527, ASTM D 1708 (a)) Elastizitätsmodul, Biegeversuch (ASTM D 790, DN EN SO 178) E B H K Zeitstandfestigkeit nach 1000 h bei statischer Belastung Härte (Kugeldruck: SO 2039/1, Shore D: DN EN SO 00868 (d), Rockwell: ASTM D 785, SO 2039/2 (r) Schlagzähigkeit: Detailinformationen s. Fußnote (4), Seite 19 σ B/1000 σ 1/1000 Zeitdehnspannung für 1% Dehnung nach 1000 h µ Gleitreibungskoeffizient o = 0,05N/mm 2 v = 0,6m/s gegen Stahl gehärtet und geschliffen Gleitverschleiß (Bedingung wie zuvor) Werksbezeichnung Werksbezeichnung TECAMAX TECAMAX SRP PPP 140 (3) 1,21 207 8300 8300 80B (r) 41,9(ai) SRP 0,08- PTFE PTFE natur 260 2,18 25 > 50 700 30 o. Br.(c) 5 1,58 0,10 21 PTFE 0,08- PTFE TFM PTFE 260 2,18 25 > 50 700 30 o. Br.(c) 5 1,58 0,10 21 PTFE TFM 0,20- PFA PFA 260 2,18 20 300 600 28 o. Br.(c) 0,30 PFA ETFE E/TFE 150 1,73 45 40 800 60(d) o. Br.(c) 0,4 ETFE ETFE GF 25 E/TFE GF 25 25% Glasfasern 150 1,86 82 8 8250 ETFE GF 25 PVDF PVDF 150 1,78 50 > 30 2000 2000 80 o. Br.(c) 34 3 0,3 PVDF 8% Kohlefasern, PVDF CF 8 PVDF CF 8 schwarz 150 1,78 93 1 6000 6000 0,23 PVDF CF 8 PVDF AS PVDF schwarz, Leitruß 150 1,83 55 43 25 4200 4500 82 (d) 60 (ai) 0,23 PVDF AS ECTFE E/CTFE 150 1,68 15 32 200 1700 1700 50 ECTFE PCTFE PCTFE natur 150 2,09 35 > 50 1400 70 o. Br.(c) 0,35 PCTFE PPA GF 33 PPA GF 33 33% Glasfasern 160 1,43 193* 2,5 11400* 41*(c) PPA GF 33 100/ PA 46 130 1,18 40/280* 3300/ 46 65* 1200* 90 (d) o. Br.(c) 0,20-0,45 46 210/ PA 46 GF 30 30% Glasfasern 140 1,41 4/8* 10000/ 46 GF 30 120* 4500* 90 (d) 80(c) 46 GF 30 PA 66 + 50% Glasfaser, 66/X GF 50 sw PA 63/ 6T partiell aromatisch,schwarz 130 1,56 210 3 17000 85(c) 66/X GF 50 sw V µ/km 22