Hochleistungskunststoffe vs. Standardkunststoffe

Hochleistungskunststoffe haben bessere Eigenschaften als ihre Gegenstücke aus Standardkunststoff und anderen technischen Kunststoffen. Sie gelten in der Regel als Hochleistungspolymere, die extremen Umgebungsbedingungen wie hohen oder niedrigen Temperaturen, hohem Druck oder hohen Geschwindigkeiten standhalten können.

Es gibt viele Bezeichnungen für diese Kunststoffe, darunter Hochleistungspolymere, Hochtemperaturkunststoffe und Hightech-Kunststoffe. Sie alle sind Synonyme für Kunststoffe, die eine Dauergebrauchstemperatur von über 150 °C haben.

Doch was macht Hochleistungskunststoffe besser als Standardkunststoffe?

Was macht Hochleistungskunststoffe besser?

Hochleistungskunststoffe sind besser, da sie so hergestellt werden können, dass sie eine einzigartige nützliche Eigenschaft aufweisen. Dabei handelt es sich in der Regel um hohe Temperaturbeständigkeit, aber auch um Eigenschaften wie (di-)elektrische und chemische Beständigkeiten. Durch den Einsatz von Additiven, Stabilisatoren oder Verstärkungsmaterialien können Hochleistungskunststoffe so angepasst werden, dass sie die für ein Projekt erforderlichen Eigenschaften aufweisen.

Hochleistungspolymere werden ständig weiterentwickelt und verbessert. Aufgrund ihrer überlegenen mechanischen Eigenschaften und ihrer höheren chemischen und/oder thermischen Stabilität ersetzen Hightech-Kunststoffe in vielen Branchen Metall und Basiskunststoff. Dazu gehören die Medizintechnik, die Luftfahrtindustrie, der Flugzeugbau und die Lebensmittelindustrie.

Typische Merkmale von Hochleistungskunststoffen

Thermische Stabilität

Thermische Stabilität ist ein entscheidendes Merkmal von Hochleistungskunststoffen. Durch den Zusatz von Additiven, Stabilisatoren oder Verstärkungsmaterialien (z. B. Glas- und Kohlenstofffasern) oder die Erhöhung des Polymerisationsgrades können die mechanischen und thermischen Eigenschaften von Basiskunststoffen verbessert werden.

Auch der Ersatz von aliphatischen Bestandteilen durch aromatische Einheiten kann die Stabilität weiter erhöhen. Mit dieser Methode können Betriebstemperaturen von bis zu 130°C erreicht werden.

Um höhere Werte zu erreichen, werden Aromaten (z. B. Phenyl) üblicherweise mit Schwefel, Sauerstoff oder Stickstoff verknüpft. Dies kann zu Betriebstemperaturen von 200°C (PES) bis 260°C (PAI oder PEI) führen.

Die maximale Temperaturbeständigkeit liegt bei etwa 260°C durch die Verwendung von Fluorpolymeren. Das sind Polymere, bei denen das Wasserstoffatom des Kohlenwasserstoffs durch Fluoratome ersetzt wurde. Dieses Hochleistungspolymer ist jedoch für den mechanische Anwendungen nicht geeignet, da es eine geringe Festigkeit aufweist, steif ist und unter Belastung stark kriecht.

Kristallinität

Wie alle Polymere sind auch Hochleistungskunststoffe entweder teilkristallin oder amorph. Kristalline Polymere haben sowohl einen Kristallitschmelzpunkt als auch eine Glasübergangstemperatur. Der Kristallitschmelzpunkt ist in der Regel höher.

Das bedeutet, dass die meisten kristallinen Polymere oberhalb ihrer Glasübergangstemperatur verwendet werden können. Vor allem, wenn sie mit Füllstoffen verstärkt wurden. Kristalline Polymere haben auch oft eine hohe Beständigkeit gegen chemische Substanzen, wie organische Lösungsmittel oder wässrige Säuren.

Die wichtigsten Vorteile von Hochleistungskunststoffen

Die meisten Hochleistungspolymere sind auf wenige Hauptvorteile spezialisiert. In der Regel ist dies eine hohe Temperaturbeständigkeit, aber Hochleistungskunststoffe können auch:

• stark und leicht sein
• eine hohe chemische Beständigkeit aufweisen
• einen niedrigen Reibungskoeffizienten haben
• einen hohen elektrischen Widerstand haben

Allgemeine Anwendungen von Hochleistungskunststoffen

Hochleistungspolymere werden in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt. Häufige Anwendungen sind:

• Anwendungen mit hoher Hitze- und Stoßfestigkeit in der Luft- und Raumfahrt und in der Glasindustrie
• Hydrolysebeständige und sterilisierbare Komponenten für medizinische Geräte
• Hochbeständige, hochisolierte oder emissionssichere leitende Materialien für die Elektroindustrie
• Luft- und Raumfahrtindustrie, die Teile benötigt, die extremen Temperaturen standhalten
• Bohrlochausrüstungen in der Öl- und Gasindustrie
• Anwendungen in der Röntgentechnik und Kernenergieindustrie

Arten von Hochleistungskunststoffen

• Peek
• PAI
• PBI
• PPS
• PEI
• PVDF
• PES
• PI
• PPSU
• PSU
• PTFE

Hochleistungskunststoffe oder Hochleistungspolymere sind Polymere, die im Vergleich zu Standardkunststoffen bessere Eigenschaften aufweisen. Das bedeutet, dass sie in vielen Branchen eine hervorragende Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen und Metallen darstellen.

Die Dr. Dietrich Müller GmbH liefert Hochleistunskunststoffe in Form von Platten, Stäben und Rohren. Wir bearbeiten die Werkestoffe auch zu einbaufertigen Teilen für unsere Kunden.