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Kunststoffe und Additive

Gewicht oder Wärmeleitfähigkeit von Thermoplastischen Elastomeren gezielt optimieren

Gewicht, thermische Leitfähigkeit, Dimensionsstabilität, Brennverhalten und mehr: An Thermoplastische Elastomere (TPE) werden unterschiedlichste Anforderungen gestellt – abhängig von der jeweiligen Anwendung. Die intelligente Kombination aus Polymeren und Additiven ermöglicht es, zielgerichtet TPE mit den erforderlichen Eigenschaften zu entwickeln.

Ganz gleich ob Gewichtsoptimierungen gefragt sind oder die thermische Leitfähigkeit verbessert werden soll: Erst ein routiniertes Zusammenspiel von Polymeren und Additiven bestimmt die Eigenschaften der späteren Produkte. Das Resultat: Compounds mit einem Mehrwert. Eigenschaften wie reduziertes Gewicht und gute thermische Leitfähigkeit spiegeln sich in Vorteilen von der Fertigung und Verarbeitung über die gesamte Nutzungszeit wider.

Enger technologischer Austausch

Um projektbezogen zum jeweils geeigneten Compound zu finden, sind gleichermaßen technisches Know-how und analytischer Support bei der Zusammensetzung der Inhaltsstoffe und der Auswahl der Füllstoffe gefragt – sowohl auf Seiten der Additiv-Hersteller als auch der Compoundeure. Dazu zählt unter anderem umfassendes Wissen über OEM- und Teststandards, wie sie etwa im Automotive-Segment üblich sind.

TPE für signifikante Gewichtseinsparungen

So können etwa 3M™ Glass Bubbles bestehende oder neue Anwendungen mit geringem Gewicht ermöglichen. Eine jüngste Erfolgsgeschichte: Unter Verwendung dieser mikroskopisch kleinen Glashohlkugeln realisiert der global agierende Hersteller von Thermoplastischen Elastomeren, KRAIBURG TPE, neuartige Lightweight-Compounds. Die Materiallösung steht für gewichtsreduzierte Anwendungen mit Haftung zu Polyamiden oder Polyolefinen. Die Gewichtseinsparung beträgt bis zu 35% im Vergleich zu Standard-TPS, 30% im Vergleich zu TPV und 50% im Vergleich zu PVC. Berücksichtigt man das gesamte Einsparpotential im Fahrzeug (Interieur, Exterieur und Powertrain), kann unter Verwendung von Lightweight TPE eine Gewichtseinsparung von etwa 5 bis 7 kg pro Fahrzeug erreicht werden – ohne ausschlaggebende Performanceeinbuße.

Projektleiterin Martina Hetterich von KRAIBURG TPE unterstreicht: „Die neuen Lightweight TPE-Werkstoffe zeigen nicht nur eine deutliche Gewichtsreduzierung, sondern weisen auch einen außerordentlich guten Druckverformungsrest auf. Außerdem können sie im Zweikomponenten-Spritzguss entweder mit Polyamiden oder Polyolefinen verarbeitet werden.“ Die Technologie erlaubt anwendungsorientierte Materiallösungen für Bauteile im Automobil- und Industriebereich, ebenso für Sport- und Spielzeuganwendungen. Im Automobil kommen beispielsweise Lightweight TPE für Tür-Dichtungssysteme, Wasserkastendichtungen, Scheibenumspritzungen, Anti-Klapper-Dichtungen oder Dachreling-Matten zum Einsatz.

Thermische Leitfähigkeit verbessern durch Technische Keramik

Ähnliche Optimierungen sind auch bezüglich der thermischen Leitfähigkeit möglich: Diese Eigenschaft, die bei TPE aufgrund der Eigenschaften des Polymers eher begrenzt ist, lässt sich mit geeigneten Füllstoffen verbessern – für eine Vielzahl neuer Anwendungsmöglichkeiten von Automotive über Industrie bis hin zu Consumer-Produkten. Durch die Miniaturisierung und den erhöhten Einsatz von Elektronik, beispielsweise im Automobilbau, steigt der Bedarf, Wärme effektiv abzuführen. Bei erhöhten Anforderungen an das Wärmemanagement in der Elektronik und gleichzeitiger elektrischer Isolation sind thermisch leitfähige TPE, die mit Bornitrid Cooling Fillers des Additivherstellers 3M gefüllt sind, eine geeignete Lösung. Sie weisen Wärmeleitfähigkeiten von 1 bis 3 W/(m·K) auf. Zum Einsatz können diese Lösungen u. a. in Batterieanwendungen kommen, beispielweise im Bereich e-Mobility oder auch in Powertools.

Fazit

Das Zusammenspiel macht somit den Unterschied: Die intelligente Kombination aus Kunststoffen und Additiven führt zu Werkstoffen mit reellen Mehrwerten. „Am besten lassen sich diese Mehrwerte gemeinsam mit Akteuren der gesamten Lieferkette erarbeiten, um ein perfekt abgestimmtes, innovatives Produkt erfolgreich entwickeln zu können. Unsere TPE bieten hierfür eine sehr gute Ausgangsposition und wir als Unternehmen freuen uns über die gemeinsamen Entwicklungen mit unseren Partnern“, fasst Martina Hetterich zusammen.

Lesen Sie mehr über wärmeleitfähige Kunststoffe durch keramische Additive:
https://www.technical-ceramics.com/produkte-im-einsatz/waermemanagement-mit-keramik/

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