Spritzgusskunststoffe Kunststoffe sind Materialien, die unter bestimmten Temperatur- und Druckbedingungen erhitzt und geschmolzen, mittels Spritzgussmaschinen in Formhohlräume eingespritzt und nach dem Abkühlen in die gewünschte Form gebracht werden können. Diese Kunststoffe müssen bestimmte physikalische, chemische und verarbeitungstechnische Anforderungen erfüllen, um eine reibungslose Formfüllung, stabile Formgebung und hochwertige Produkte während des Spritzgussprozesses zu gewährleisten.
In diesem Artikel listen wir 16 gängige Kunststoffarten für den Spritzguss auf. Es ist wichtig zu beachten, dass einige dieser Materialien Einschränkungen unterliegen oder besondere Bedingungen während des Spritzgussprozesses erfordern.
16 gängige Kunststoffarten für den Spritzguss
PE (Polyethylen)
PE ist ein thermoplastischer Kunststoff, der je nach Dichte in LDPE (Polyethylen niedriger Dichte) und HDPE (Polyethylen hoher Dichte) unterteilt wird. LDPE weist eine extrem hohe Flexibilität und hervorragende Transparenz auf, die Bruchdehnung beträgt > 500 %; HDPE hat eine hohe Härte und Festigkeit, die Zugfestigkeit beträgt ≥ 30 MPa. Es ist chemisch sehr stabil, beständig gegen Säuren, Basen und organische Lösungsmittel und reagiert nahezu nicht mit chemischen Substanzen. Die Hitzebeständigkeit ist durchschnittlich: LDPE ≤ 80 °C, HDPE ≤ 120 °C. Hervorragende elektrische Isolierung, Oberflächenwiderstand bis zu 10¹⁸ Ω·cm. Die Witterungsbeständigkeit ist schlecht, daher ist die Zugabe eines UV-Stabilisators zur Verlängerung der Lebensdauer erforderlich.
Anwendungen : LDPE wird hauptsächlich für Lebensmittelverpackungsfolien, Agrarfolien und Plastiktüten verwendet. HDPE wird häufig für Rohre (Wasserversorgung und -entsorgung, Gasleitungen), Injektionsbehälter (Umschlagboxen, Paletten), Fasern und Vliesstoffe verwendet. Darüber hinaus wird HDPE auch zur Herstellung von großen Lagertanks, Mülleimern usw. verwendet.
Überlegungen: LDPE eignet sich für Spritzguss. Verarbeitungstemperatur 160–200 °C, Formtemperatur 30–60 °C, geeignet für komplexe dünnwandige Strukturen. HDPE-Verarbeitungstemperatur 180–260 °C, Formtemperatur 50–80 °C. Die Verarbeitungstemperatur muss kontrolliert werden, um Überhitzung und Zersetzung zu vermeiden. LDPE hat eine ausgezeichnete Fließfähigkeit, neigt jedoch bei hohen Temperaturen zum Schmelzbruch. HDPE hat eine hohe Schmelzfestigkeit und eignet sich für Strukturteile. Beide Materialien sind unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit und müssen nicht getrocknet werden. Für den Außeneinsatz muss Ruß zur UV-Beständigkeit oder eine Oberflächenbeschichtung zum Schutz hinzugefügt werden. Bei der Kältebeständigkeit muss die Sprödigkeit bei niedrigen Temperaturen berücksichtigt werden. Die Kältebeständigkeit kann bei Bedarf durch Mischmodifizierung (z. B. Zugabe von Metallocen-Polyethylen) verbessert werden.
PP (Polypropylen)
PP hat eine geringe Dichte (0.9–0.91 g/cm³), ist leicht und zählt zu den Allzweckkunststoffen mit der geringsten Dichte. Es ist chemisch stark korrosionsbeständig und beständig gegen die meisten Säuren, Basen und organischen Lösungsmittel, zersetzt sich jedoch bei hohen Temperaturen und langfristigem Kontakt mit starken Oxidationsmitteln. Gute Hochtemperaturbeständigkeit, Schmelzpunkt 160–170 °C, Dauergebrauchstemperatur bis 130 °C. Die Schlagzähigkeit hängt von der Härtungsmodifizierung ab; unmodifiziertes PP weist eine geringe Tieftemperaturzähigkeit auf und ist spröde. Es ist durchschnittlich witterungsbeständig und altert leicht unter UV-Strahlung. Zur Verlängerung der Lebensdauer ist ein UV-Stabilisator erforderlich. Es ist leicht zu verarbeiten, hat eine gute Fließfähigkeit und eignet sich für Spritzgussteile mit komplexen Formen.
Anwendungen : Wird in der Automobilindustrie zur Herstellung von Stoßfängern, Instrumententafelrahmen, Innenraumteilen und äußeren Zierteilen verwendet; in Haushaltsgeräten wie Gehäusen, Behältern, Ventilatoren, Verkleidungen usw.; in Alltagsgegenständen wie Plastikbecken, Eimern, Spielzeug; in medizinischen Geräten für Teile, die einer Hochtemperaturdesinfektion bedürfen; in der Textilindustrie zur Herstellung von Polypropylenfasern, die in Seilen, Textilien und Filtermaterialien verwendet werden.
ÜberlegungenPP eignet sich für Spritzgussverfahren bei einer Verarbeitungstemperatur von 180–260 °C und einer Formtemperatur von 40–80 °C. Rohstoffe müssen auf einen Feuchtigkeitsgehalt von <0.1 % getrocknet werden, um Hydrolyse und Molekulargewichtsverlust bei hohen Temperaturen zu vermeiden. Ungehärtetes PP weist bei niedrigen Temperaturen eine schlechte Leistung auf und muss durch Beimischung von Gummi oder durch Verwendung von Härtemitteln (wie EPDM, SEBS) gehärtet werden. Da PP UV-empfindlich ist, muss für den Außeneinsatz Ruß oder andere UV-Stabilisatoren zugesetzt werden. Vermeiden Sie längeren Kontakt mit starken Oxidationsmitteln und aromatischen Kohlenwasserstoffen, um Leistungseinbußen vorzubeugen. Die leichtfließenden Eigenschaften eignen sich für dünnwandige und komplexe Bauteile. Eine schnelle Formfüllung und eine entsprechende Nachdruckstrategie werden empfohlen.
PVC (Polyvinylchlorid)
PVC ist vielfältig und kann je nach Weichmachergehalt in Hart-PVC (weich oder leicht weichgemacht) und Weich-PVC (stark weichgemacht) unterteilt werden. Hart-PVC weist eine hohe mechanische Festigkeit, chemische Beständigkeit und gute Hitzebeständigkeit (≤ 60 °C) auf, ist jedoch weniger flexibel. Weich-PVC weist eine gute Flexibilität auf, weist jedoch eine geringere Festigkeit und Hitzebeständigkeit auf. Es ist stark chemisch beständig, beständig gegen Säuren, Laugen und Öle, jedoch nicht beständig gegen organische Lösungsmittel und einige Oxidationsmittel. Die Verarbeitungsleistung hängt von den Additiven ab, und die Wahl der Stabilisatoren erfordert besondere Aufmerksamkeit. Die Umweltfreundlichkeit wird durch die Art des Weichmachers (z. B. Phthalate) beeinflusst, daher müssen umweltfreundliche Additive ausgewählt werden.
Anwendungen : Hart-PVC: Rohre (Wasserversorgung, Gasleitungen), Fensterprofile, Bodenbeläge, Außenzäune; Weich-PVC: Draht- und Kabelummantelungen, Bodenleder, medizinische Schläuche, Spielzeug; Dekorationsmaterialien (Kunstleder, Tapeten); Fahrzeuginnenausstattung und dekorative Teile.
Überlegungen: Hart-PVC eignet sich für Spritzguss (erfordert geeignetes Formkühlungssystem); Verarbeitungstemperatur 160–200 °C, Formtemperatur 30–60 °C. Während der Verarbeitung müssen Stabilisatoren hinzugefügt werden, um Zersetzung zu verhindern. Umweltfreundliche Wärmestabilisatoren (wie Calcium-Zink-Verbindungen) werden empfohlen. Flexibles PVC weist eine geringe Wärmebeständigkeit auf und ist nicht für Hochtemperaturanwendungen geeignet. Die Flexibilität muss durch Weichmacher angepasst werden, die Umweltfreundlichkeit ist jedoch eingeschränkt. Es ist stark chemikalienbeständig, jedoch nicht beständig gegen Benzin, Benzollösungsmittel und starke Oxidationsmittel. UV-empfindlich; für den Einsatz im Freien müssen UV-Stabilisatoren hinzugefügt werden. Aus Umweltgründen muss auf die Art der Weichmacher geachtet werden. Vorzugsweise sollten bleifreie, cadmiumfreie Stabilisatoren und Weichmacher verwendet werden, die den Lebensmittelstandards entsprechen. Während der Verarbeitung entsteht Chlorwasserstoffgas, daher sind Abgas- und Abgasbehandlungssysteme erforderlich, um eine sichere Betriebsumgebung zu gewährleisten.
PS (Polystyrol)
PS weist eine hohe Transparenz (Lichtdurchlässigkeit 88 %) auf, ist leicht zu verarbeiten, hat eine gute Fließfähigkeit und eine gute Steifigkeit, ist aber stark spröde. Geringe Kerbschlagzähigkeit, geringe Hitzebeständigkeit (≤ 80 °C), lässt sich bei hohen Temperaturen leicht erweichen und verformen. Gute chemische Stabilität, beständig gegen Säuren, Laugen und organische Lösungsmittel, jedoch geringe Feuchtigkeitsaufnahme und kein Trocknen erforderlich. Durchschnittliche Witterungsbeständigkeit, UV-empfindlich, UV-Stabilisator erforderlich.
Anwendungen : Einweggeschirr, Spielzeug, Schreibwaren; optische Linsen, Anzeigeinstrumente; Verpackungen für elektronische Produkte; Schreibwaren und Lehrmaterial; berührungslose Komponenten medizinischer Geräte.
ÜberlegungenPS eignet sich für Spritzgussverfahren bei einer Verarbeitungstemperatur von 180–240 °C und einer Formtemperatur von 40–80 °C. Es hat eine gute Fließfähigkeit und eignet sich für Produkte mit komplexen Formen, neigt jedoch bei hohen Temperaturen zu Verformungen. Geringe Schlagzähigkeit. Hochschlagzäh modifiziertes PS (HIPS) kann verbessert werden, Transparenz und Glanz nehmen jedoch ab. UV-empfindlich; Langzeitbestrahlung erfordert die Zugabe von UV-Stabilisatoren. Die Trocknung des Rohmaterials erfordert keine spezielle Behandlung. Vermeiden Sie jedoch Feuchtigkeit, da diese zu Leistungseinbußen führt. Es ist gut korrosionsbeständig, jedoch nicht beständig gegen polare Lösungsmittel (wie Ethanol, Aceton) und starke Oxidationsmittel. Gute Dimensionsstabilität, geeignet für leicht belastete Struktur- und Dekorationsteile.
ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer)
ABS zeichnet sich durch hervorragende Gesamteigenschaften aus und vereint Festigkeit, Zähigkeit und Fließfähigkeit. Die Zugfestigkeit liegt zwischen 40 und 60 MPa, die Kerbschlagzähigkeit ≥ 15 kJ/m², wodurch es sowohl robust als auch schlagfest ist. Der Oberflächenglanz beträgt bis zu 85 % oder mehr und lässt sich leicht lackieren und galvanisieren. Es ist stark chemikalienbeständig, beständig gegen Säuren, Laugen und die meisten organischen Lösungsmittel. Langfristiger Kontakt mit starken Oxidationsmitteln führt jedoch zu Materialabbau. Die mittlere Hitzebeständigkeit liegt bei einer Dauergebrauchstemperatur von ≤ 80 °C, darüber erweicht und verformt es sich. Die Witterungsbeständigkeit ist schlecht, UV-Bestrahlung führt zu Vergilbung des Materials. Zur Verbesserung ist die Zugabe eines UV-Stabilisators erforderlich.
Anwendungen : Weit verbreitet in Fahrzeuginnenteilen (z. B. Armaturenbrettern, Türverkleidungen), Außenteilen (Kühlergrills, Spiegelgehäusen), Gehäusen von Haushaltsgeräten (Kühlschrankverkleidungen, Waschmaschinengehäusen) und Gehäusen elektronischer Produkte. Aufgrund seiner einfachen Verarbeitung und der Einhaltung von Sicherheitsstandards wird ABS auch häufig im Spielzeugbereich eingesetzt. Darüber hinaus wird ABS-Material häufig in Büroautomationsgeräten (z. B. Drucker- und Kopierergehäusen) verwendet.
ÜberlegungenABS kann direkt spritzgegossen werden. Die empfohlene Verarbeitungstemperatur beträgt 180–250 °C, die Formtemperatur 40–80 °C. Beachten Sie, dass das Material über 80 °C weicher wird. Die Hitzebeständigkeit kann durch Beimischungen (z. B. SAN oder ASA) verbessert werden. Das Rohmaterial muss vor der Verarbeitung getrocknet werden (Feuchtigkeitsgehalt < 0.1 %), um eine Hydrolyse zu vermeiden, die zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften führt. Für den Außeneinsatz muss Ruß oder ein anderer UV-Stabilisator zugesetzt werden, um Vergilbung zu vermeiden. Bei Mischungen mit anderen Materialien (z. B. PC, PVC) müssen die Verarbeitungsparameter angepasst werden, um Zersetzung zu vermeiden.
PA (Polyamid, Nylon)
PA weist eine hohe Festigkeit (Zugfestigkeit ≥ 70 MPa), hohe Zähigkeit (Kerbschlagzähigkeit ≥ 5 kJ/m²), hervorragende Verschleißfestigkeit und selbstschmierende Eigenschaften auf. Es hat eine hohe Wasseraufnahme mit einer ausgeglichenen Wasseraufnahmerate von 2–8 %, die maßgeblich durch Feuchtigkeit beeinflusst wird. Die Feuchtigkeitsaufnahme nimmt in Umgebungen mit hohen Temperaturen zu. Die Hitzebeständigkeit hängt von der verstärkten Modifikation ab; nach Glasfaserverstärkung (GF30 %) hält es Temperaturen bis zu 150 °C stand. Die Dimensionsstabilität wird durch die Feuchtigkeitsaufnahme beeinflusst und erfordert eine Vortrocknung. Es ist stark chemikalienbeständig, beständig gegen Öl und Laugen, jedoch empfindlich gegenüber starken Säuren und einigen Lösungsmitteln.
Anwendungen : In der Automobilindustrie wird es zur Herstellung von Motorperipherieteilen, Kraftstoffleitungen und Dichtungen verwendet; im Maschinenbau für Lager, Zahnräder und Wellenkomponenten; in der Elektronik und bei Elektrogeräten für Steckverbinder, Schaltergehäuse und elektrische Gehäuse; in Textilmaschinen für Chemiefaserfilamente und Spezialgarne; in Alltagsgegenständen wie Sportschuhsohlen und Sicherheitsgurten.
Überlegungen: PA eignet sich für Spritzguss, Verarbeitungstemperatur 220–300 °C (je nach Sorte), Formtemperatur 40–90 °C. Vor der Verarbeitung ist eine gründliche Trocknung auf einen Feuchtigkeitsgehalt von <0.2 % erforderlich, um eine Hydrolyse während der Verarbeitung zu vermeiden, die zum Bruch der Molekülketten führen und die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen kann. Bei der Verarbeitung bei hohen Temperaturen (> 300 °C) besteht die Gefahr von Zersetzung und Rauchentwicklung, daher sollten Verarbeitungstemperatur und Verweilzeit kontrolliert werden. Geringe Kältebeständigkeit, die Sprödigkeit nimmt unter -40 °C zu, daher wird die Verwendung von gehärteten PA-Sorten empfohlen. Glasfaserverstärkung kann die Hitzebeständigkeit und Steifigkeit verbessern, kann aber die Zähigkeit beeinträchtigen. Vermeiden Sie Spannungskonzentrationen bei der Konstruktion und führen Sie bei Bedarf eine Glühbehandlung durch. Es verfügt über eine gute chemische Korrosionsbeständigkeit, jedoch sollte die Art des Kontaktmediums berücksichtigt werden, um PA-empfindliche Lösungsmittel zu vermeiden.
PC (Polycarbonat)
PC zeichnet sich durch hervorragende Transparenz und Schlagfestigkeit aus, hat eine Lichtdurchlässigkeit von ≥ 90 % und eine Kerbschlagzähigkeit von 60–120 kJ/m². Ausgezeichnete Hitzebeständigkeit, stabile Leistung von -40 °C bis 120 °C, langfristige Hitzebeständigkeit bis 140 °C. Hohe Dimensionsstabilität, linearer Ausdehnungskoeffizient (CTE) nur 60–80 ppm/°C. Gute chemische Beständigkeit, jedoch kann es bei Kontakt mit starken Alkalien und aromatischen Kohlenwasserstofflösungsmitteln zu Spannungsrissen kommen. Mäßige Witterungsbeständigkeit, kurzfristiger Außeneinsatz zeigt keine sichtbaren Veränderungen, langfristiger Einsatz erfordert die Zugabe von UV-Stabilisatoren.
Anwendungen : Weit verbreitet in optischen Instrumenten wie Brillengläsern, Kameraobjektiven und Mikroskopkomponenten; in der Elektronik und bei Geräten zur Herstellung von Displays, Schutzhüllen und Telefongehäusen; in der Automobilindustrie für Scheinwerferabdeckungen und transparente Armaturenbrettabdeckungen; in der medizinischen Ausrüstung wie Schutzbrillen und transparenten Schutzschilden.
ÜberlegungenPC eignet sich für Spritzguss. Die Verarbeitungstemperatur liegt bei 230–320 °C. Zur Reduzierung innerer Spannungen wird eine Formtemperatur von 80–120 °C empfohlen. Der Feuchtigkeitsgehalt sollte <0.02 % betragen. Vor der Verarbeitung muss das Material vollständig getrocknet sein, da sonst Hydrolyse zu Materialtrübung führt. Bei hohen Temperaturen (> 250 °C) zersetzt es sich leicht. Längere Verweilzeiten sollten vermieden werden. Zur Verbesserung der Hitzebeständigkeit und Schlagzähigkeit können Füllstoffe wie Glasfasern (GF) oder Calciumcarbonat zugesetzt werden. Die Transparenz wird dadurch jedoch beeinträchtigt. Achten Sie bei der Konstruktion auf Spannungskonzentrationen und führen Sie gegebenenfalls eine Glühbehandlung durch.
PMMA (Polymethylmethacrylat, Acryl)
PMMA zeichnet sich durch hohe Transparenz und hervorragende optische Eigenschaften aus. Die Lichtdurchlässigkeit beträgt bis zu 92 %, die Witterungsbeständigkeit ist hervorragend und bleibt auch nach über 10 Jahren im Außenbereich transparent. Die Oberflächenhärte ist hoch (Mohshärte 5), die Verschleißfestigkeit ist gut, aber dennoch spröder als Glas. Die hohe chemische Beständigkeit ist gering. Gewöhnliche Säuren, Laugen und Öle haben wenig Einfluss, organische Lösungsmittel (wie Aceton, Dichlormethan) lösen die Oberfläche jedoch auf oder quellen auf. Die mittlere Hitzebeständigkeit liegt bei ca. 100–120 °C und die Glasübergangstemperatur bei 105 °C.
Anwendungen : Wird häufig in der Werbebranche für Leuchtkästen und Ausstellungsständer verwendet; im optischen Bereich zur Herstellung von Linsen, Lichtleiterplatten und Beleuchtungsabdeckungen; im Bauwesen für Tageslichtpaneele und Trennmaterialien; in der Automobilindustrie für Scheinwerferabdeckungen und Innenraumteile; in der Medizintechnik zur Herstellung optischer Instrumentenkomponenten.
ÜberlegungenPMMA eignet sich für Spritzguss. Die Verarbeitungstemperatur liegt bei 180–250 °C, die Formtemperatur bei 40–80 °C. Um innere Spannungen zu vermeiden, sollten Abkühlgeschwindigkeit und -temperatur kontrolliert werden. Zur Spannungsbeseitigung wird eine Glühbehandlung empfohlen. Geringe Feuchtigkeitsaufnahme. Vor der Verarbeitung auf einen Feuchtigkeitsgehalt von <0.04 % trocknen, da sonst Blasen und Oberflächendefekte entstehen können. Hohe Sprödigkeit. Vermeiden Sie scharfe Spannungskonzentrationen im Design. Schlechte Lösungsmittelbeständigkeit. Vermeiden Sie den Kontakt mit Aceton, Alkohol und anderen organischen Lösungsmitteln. Bei längerer Außenanwendung sollten UV-Absorber hinzugefügt werden, um die Alterung zu verzögern.
PBT (Polybutylenterephthalat)
PBT zeichnet sich durch gute mechanische Eigenschaften und Dimensionsstabilität aus, mit einer Zugfestigkeit von ≥ 50 MPa und einer hohen Biegefestigkeit. Geringe Wasseraufnahme (<0.1 %), hervorragende elektrische Isolationseigenschaften, geeignet als Leiterplattenmaterial. Gute chemische Beständigkeit, öl- und alkalibeständig, aber durchschnittliche Säurebeständigkeit. Hohe Hitzebeständigkeit, Glasübergangstemperatur (Tg) ca. 80 °C, hält nach der Verstärkung Temperaturen bis zu 120 °C stand. Leicht zu verarbeiten, gute Fließfähigkeit, geeignet für Schnellspritzguss.
Anwendung: Elektronische Steckverbinder für Kraftfahrzeuge, Komponenten von Zündsystemen; Anschlüsse für Haushaltsgeräte, Schaltersockel; elektronische und elektrische Steckdosen, Relais; Fasergewebe (wie etwa faserverstärktes Verbundmaterial).
Überlegungen: PBT eignet sich für Spritzgussverfahren. Die Verarbeitungstemperatur liegt bei 220–260 °C, die Formtemperatur bei 40–80 °C. Achten Sie auf die Trocknung und einen Feuchtigkeitsgehalt von <0.03 %, um Hydrolyse zu vermeiden. Glasfaserverstärkte Typen können die Hitzebeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften verbessern, verringern jedoch die Fließfähigkeit leicht. Die Witterungsbeständigkeit ist durchschnittlich. Für den Außeneinsatz ist die Zugabe eines UV-Stabilisators erforderlich. Die gute Lichtbogenbeständigkeit macht PBT für den Einsatz in der Elektronik und Elektrotechnik geeignet. Während der Verarbeitung ist eine Temperaturkontrolle erforderlich, um Zersetzungsgase zu vermeiden. Die Form sollte schnell abkühlen, um Verformungen zu vermeiden.
PET (Polyethylenterephthalat)
PET weist eine ausgezeichnete Transparenz (Lichtdurchlässigkeit ≥ 85 %), mechanische Festigkeit (Zugfestigkeit ≥ 50 MPa) und chemische Korrosionsbeständigkeit auf. Hohe Kristallinität erfordert eine Vortrocknung vor der Verarbeitung, da die mechanischen Eigenschaften nach Feuchtigkeitsaufnahme abnehmen. Gute Hitzebeständigkeit, kurzfristig hohe Temperaturen beständig, langfristige Hitzebeständigkeit bis 120–130 °C. Gute elektrische Isolierung, geeignet als Material für elektronische Bauteile. Hohe Dimensionsstabilität, geeignet für Präzisionsspritzguss.
Anwendung: Getränkeflaschen, Lebensmittelverpackungen; Fasergewebe (Polyester, PET-Gewebe); optische Linsen, Anzeigetafeln; elektronische und elektrische Gehäuse; verstärktes Basismaterial für technische Kunststoffe.
Überlegungen: PET eignet sich für Spritzguss. Trocknung empfohlen (Feuchtigkeitsgehalt < 50 ppm), Verarbeitungstemperatur 260–290 °C, Formtemperatur 30–70 °C. Glasfaserverstärkte Typen können die Hitzebeständigkeit und mechanische Festigkeit verbessern, die Transparenz nimmt jedoch ab. Vermeiden Sie bei längerem Gebrauch den Kontakt mit starken Säuren, starken Basen und organischen Lösungsmitteln. Hohe Dimensionsstabilität, geeignet für hochpräzise Produkte. Für den Außeneinsatz werden Witterungsschutzmittel empfohlen, um die Lebensdauer zu verlängern.
HIPS (High Impact Polystyrol)
HIPS ist ein technischer Kunststoff, der durch Zugabe von Gummihärtern in die PS-Matrix modifiziert wird. Die Schlagzähigkeit ist 5-10-mal höher als bei herkömmlichem PS. Gute Farbgebung und Verarbeitbarkeit, glatte Oberfläche mit hohem Glanz. Durchschnittliche chemische Beständigkeit, schwache Säure- und Laugenbeständigkeit, nicht geeignet für stark korrosive Umgebungen. Geringe Hitzebeständigkeit, Dauergebrauchstemperatur ≤ 80 °C, leicht erweichend bei hohen Temperaturen. Die Dimensionsstabilität ist akzeptabel, jedoch ist die Schrumpfung bei hohen Temperaturen groß. Die Formgestaltung erfordert besondere Aufmerksamkeit. Ausgezeichnete Schlagzähigkeit, aber etwas geringere Transparenz und Glanz als PS.
Anwendung: Gehäuse für Haushaltsgeräte (wie Fernsehgehäuse, Waschmaschinengehäuse), Spielzeug, Schreibwaren, Gegenstände des täglichen Bedarfs, Autoinnenteile (wie Türverkleidungen, Armaturenbrettkomponenten).
Überlegungen: HIPS eignet sich für Spritzgussverfahren bei Verarbeitungstemperaturen von 180–240 °C und Werkzeugtemperaturen von 40–80 °C. Um alterungsbedingte Leistungseinbußen zu vermeiden, sollten hochwertige Härtemittel verwendet werden. Bei hohen Temperaturen erweicht das Material leicht. Vermeiden Sie daher eine langfristige Verarbeitung bei hohen Temperaturen oder wählen Sie hitzebeständige, modifizierte HIPS-Typen. Die Dimensionsstabilität wird durch die Temperatur beeinflusst. Die Parameter für Werkzeugkühlung und Nachdruck müssen angepasst werden. Die Witterungsbeständigkeit ist durchschnittlich. Für den Außenbereich werden UV-Stabilisatoren empfohlen. Trocknen Sie das Rohmaterial auf einen Feuchtigkeitsgehalt von <0.1 %, um durch Feuchtigkeit verursachte Silberstreifen und Blasen zu vermeiden. Vermeiden Sie Spannungskonzentrationen, da Härtemittel die Spannungsrissbeständigkeit verringern können.
PPS (Polyphenylensulfid)
PPS verfügt über eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit (Dauereinsatztemperatur 200–240 °C) und eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit (nahezu resistent gegen alle Reagenzien). Ausgewogene mechanische Eigenschaften, hohe Steifigkeit und gute Zähigkeit. Sehr hohe Dimensionsstabilität, sehr niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient. Hervorragende elektrische Isolierung, kann als Material für elektronische Hochfrequenzkomponenten verwendet werden. Gute Selbstschmierung, niedriger Reibungskoeffizient.
Anwendung: Automobilindustrie (Abgasbehandlungssysteme, Sensoren); Elektronik und Elektrik (Hochtemperatursteckverbinder, Substrate); Chemieanlagen (korrosionsbeständige Rohrleitungen, Pumpenteile); Luft- und Raumfahrt (Hochtemperaturkomponenten).
Überlegungen: PPS eignet sich für Spritzgussverfahren. Die Verarbeitungstemperatur liegt bei 280–340 °C, die Formtemperatur bei 120–160 °C. Zur Vermeidung von Hydrolyse wird eine Vortrocknung auf einen niedrigen Feuchtigkeitsgehalt empfohlen. Ausgezeichnete Hitze- und Korrosionsbeständigkeit, geeignet für extreme Bedingungen. Der hohe Verarbeitungsaufwand erfordert leistungsstarke Spritzgussmaschinen und -formen. Die Formkonstruktion erfordert ein optimiertes Entlüftungssystem, um Gasrückstände zu vermeiden. Für den Außeneinsatz sind UV-Stabilisatoren erforderlich, deren hohe Kosten jedoch umfassend berücksichtigt werden sollten.
PTFE (Polytetrafluorethylen, Teflon)
PTFE gilt als „König der Kunststoffe“ und zeichnet sich durch extrem gute chemische Stabilität aus. Es reagiert nahezu nicht mit chemischen Substanzen. Ausgezeichnete Hoch- und Tieftemperaturbeständigkeit (-196 °C bis 260 °C), hohe Dimensionsstabilität und niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient. Hervorragende elektrische Isolierung, sehr niedrige Dielektrizitätskonstante und dielektrischer Verlust, geeignet für Hochfrequenzanwendungen. Gute Selbstschmierung, sehr niedriger Reibungskoeffizient (bis zu 0.04), ausgezeichnete Antihaftwirkung. Relativ weiche mechanische Eigenschaften, geringe Zugfestigkeit, geringe Verschleißfestigkeit, leichte Kriechneigung bei längerem Gebrauch. Hoher Verarbeitungsaufwand, erfordert Hochtemperatur-Sinterprozess.
Anwendung: Chemische Industrie (korrosionsbeständige Rohrleitungen, Ventile, Auskleidungen); Elektronik und Elektrik (Hochfrequenz-Isoliermaterialien, Kabelisolierungen); Luft- und Raumfahrt (Dichtungen, Hochtemperatur-Isoliermaterialien); Lebensmittelindustrie (Antihaftbeschichtungen, Auskleidungen für Lebensmittelverarbeitungsgeräte); Medizin (künstliche Blutgefäße, Dichtungen).
Überlegungen: PTFE erfordert einen Sinterprozess, herkömmliches Spritzgießen ist nicht geeignet. Benutzer sollten sich jedoch mit den Materialeigenschaften von Kunststoffen vertraut machen. Kurz gesagt: Hoher Verarbeitungsaufwand, erfordert hohe Temperaturen (350–400 °C) und Spezialausrüstung. Hohe chemische Beständigkeit, geeignet für korrosive Umgebungen, aber sehr hohe Verarbeitungskosten. Ausgezeichnete Hitzebeständigkeit, aber geringe Tieftemperaturzähigkeit, muss durch Füllstoffmodifizierung verbessert werden. Ausgezeichnete Antihaftwirkung, ein Anhaften an der Form während der Verarbeitung muss vermieden werden. Hohe Kosten, nur für Anwendungen unter extremen Bedingungen empfohlen. Ausgezeichnete Wetterbeständigkeit, kein besonderer Schutz für den Außeneinsatz erforderlich. Während der Verarbeitung entstehende fluorhaltige Gase müssen streng kontrolliert werden, um die Umweltanforderungen zu erfüllen.
UPE (Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, UHMWPE)
UPE hat ein ultrahohes Molekulargewicht (üblicherweise > 1.5 Millionen g/mol), wodurch seine Verschleißfestigkeit weltweit die beste ist (Reibungskoeffizient < 0.1), hervorragende Selbstschmierung und hohe Schlagzähigkeit (Kerbschlagzähigkeit ≥ 100 kJ/m²). Hohe chemische Beständigkeit, Beständigkeit gegen Säuren, Laugen und organische Lösungsmittel, gute elektrische Isolierung. Geringe Dichte, aber keine hohe Festigkeit (Zugfestigkeit ≈30–40 MPa), geringe Hitzebeständigkeit (≤ 100 °C), niedrige Glasübergangstemperatur. Ausgezeichnete Tieftemperaturzähigkeit, hält die Leistung bei -269 °C aufrecht. Aufgrund der niedrigen thermischen Verformungstemperatur ist es jedoch nicht für Hochtemperaturumgebungen geeignet.
Anwendung: Fördermaschinen (Gleiter, Führungen, verschleißfeste Auskleidungen); Textilindustrie (Förderbandteile, Spinnkomponenten); medizinische künstliche Gelenke, Dentalteile; Maschinen zur Lebensmittelverarbeitung (verschleißfeste Teile, Dichtungen); korrosionsbeständige Auskleidungen in der chemischen Industrie; Meerestechnik und Schiffsteile.
Überlegungen: UPE ist schwierig zu spritzen (erfordert spezielle Ausrüstung und Verfahren), Verarbeitungstemperatur 200–240 °C, die Formtemperatur muss streng kontrolliert werden. Aufgrund des hohen Molekulargewichts ist die Schmelzviskosität extrem hoch, was eine Spritzgießmaschine mit hohem Drehmoment und ein spezielles Schneckendesign erfordert. Starke chemische Beständigkeit, jedoch nicht für Hochtemperaturumgebungen geeignet, wird bei langfristiger Verwendung über 100 °C leicht weich. Gute Schlagfestigkeit, jedoch nimmt die Leistung bei hohen Temperaturen ab. Die Formkonstruktion muss sorgfältig entworfen werden, um eingeschlossene Gase während der Verarbeitung zu vermeiden. Die Verschleißfestigkeit ist der größte Vorteil, daher sollte die Modellauswahl auf der Belastung basieren. Hohe Kosten, empfohlen für Umgebungen mit extremer Verschleißfestigkeit. Gute Witterungsbeständigkeit, UV-Beständigkeit bei Verwendung im Freien erfordert Aufmerksamkeit, die Alterungsbeständigkeit kann durch Additive verbessert werden.
PEEK (Polyetheretherketon)
PEEK ist ein thermoplastischer Hochleistungskunststoff mit hervorragender Hitzebeständigkeit und einer Dauergebrauchstemperatur von bis zu 250 °C. Kurzzeitig kann es auch bei höheren Temperaturen eingesetzt werden. Es ist stark korrosionsbeständig und nahezu resistent gegen alle chemischen Medien, einschließlich starker Säuren, Basen und organischer Lösungsmittel. Es verfügt über hervorragende mechanische Eigenschaften, eine Zugfestigkeit von ≥ 90 MPa, eine ausgewogene Kombination aus Steifigkeit und Zähigkeit sowie eine ausgezeichnete Kriechfestigkeit und Dauerfestigkeit. Gute elektrische Isolationseigenschaften, stabile Dielektrizitätskonstante und Durchschlagfestigkeit bis zu 25 kV/mm. Gute Dimensionsstabilität, niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE < 5 ppm/°C), geeignet für die Herstellung von Präzisionsteilen. Gute Selbstschmierung, niedriger Reibungskoeffizient, breite Anwendung in verschleißfesten Teilen.
Anwendungen: In der Luft- und Raumfahrt wird es zur Herstellung hochtemperaturbeständiger Motorteile und Isoliermaterialien verwendet; in der Medizintechnik zur Herstellung künstlicher Gelenke, Zahnimplantate und chirurgischer Instrumente; in der Elektronik- und Elektroindustrie zur Herstellung hochtemperaturbeständiger Steckverbinder, hochtemperaturbeständiger Substrate und elektrischer Isolierkomponenten; in der chemischen Industrie für Dichtungen und korrosionsbeständige Rohrleitungen; in der Automobilindustrie für hochtemperaturbeständige Teile und Strukturverstärkungen.
Überlegungen: PEEK ist für den Spritzguss geeignet, aber die Verarbeitung ist relativ schwierig. Es wird eine Verarbeitungstemperatur von 350–400 °C empfohlen, und die Formtemperatur muss 150–200 °C erreichen, um eine gute Formgebung und Dimensionsstabilität sicherzustellen. Die Rohstoffe müssen eine hohe Reinheit aufweisen und auf einen Feuchtigkeitsgehalt von <0.02 % vorgetrocknet sein, um Hydrolyse während der Verarbeitung zu verhindern. Die Anforderungen an die Ausrüstung sind hoch, es werden Materialien mit hohem Drehmoment und hoher Temperaturbeständigkeit benötigt (wie spezielle Spritzgussmaschinen aus PEEK, Hochtemperatur-Formstahl). Das Formdesign muss das Angusssystem und das Entlüftungssystem optimieren, um Bindenähte und Blasendefekte zu vermeiden. Der Verarbeitungszyklus ist lang, Haltedruckzeit und Abkühlrate müssen kontrolliert werden. Die Materialkosten sind hoch, daher wird der Einsatz in Szenarien mit hohen Leistungsanforderungen empfohlen.
POM (Polyoxymethylen, auch Acetal oder Delrin genannt)
POM zeichnet sich durch hervorragende Steifigkeit und Härte, eine Zugfestigkeit von ≥60 MPa, hervorragende Verschleißfestigkeit, einen niedrigen Reibungskoeffizienten (nur 0.15) und hervorragende selbstschmierende Eigenschaften aus. Es ist extrem dimensionsstabil, hat eine Wasseraufnahmerate von <0.2 %, ist kaum feuchtigkeitsempfindlich und gewährleistet eine langfristig stabile Passgenauigkeit. Es ist stark chemisch korrosionsbeständig, beständig gegen Säuren, Laugen und die meisten organischen Lösungsmittel, jedoch nicht beständig gegen starke Säuren wie konzentrierte Schwefelsäure und konzentrierte Salpetersäure. Die Hitzebeständigkeit ist durchschnittlich, die Langzeitgebrauchstemperatur liegt bei ≤120 °C, und es zersetzt sich bei hohen Temperaturen leicht.
Anwendungen: In der Automobilindustrie wird es zur Herstellung von Präzisionszahnrädern, Lagern und Gleitkomponenten verwendet; im Maschinenbau zur Herstellung von Automatisierungsgeräten und Führungsschienen; in der Elektronik und Elektrik als Steckverbinder und Schaltergehäuse; außerdem wird es häufig in Präzisionsinstrumenten und Haushaltsgeräten verwendet.
Überlegungen: POM eignet sich für Spritzgussverfahren bei einer Verarbeitungstemperatur von 160–210 °C und einer Formtemperatur von 60–100 °C. Vor der Verarbeitung muss das Material vollständig getrocknet werden, um einen Feuchtigkeitsgehalt von <0.2 % zu erreichen. Andernfalls entsteht bei hohen Temperaturen Formaldehydgas, das die Produktleistung beeinträchtigt. Vermeiden Sie eine langfristige Verarbeitung bei hohen Temperaturen, um Materialzersetzung zu vermeiden. Bei niedrigen Temperaturen (<-40 °C) nimmt die Sprödigkeit zu. Zur Verbesserung der Kältebeständigkeit ist eine Glasfaserverstärkung erforderlich. Bei der Formkonstruktion sollte auf das Entlüftungssystem geachtet werden, um zu verhindern, dass Gase Poren oder Oberflächendefekte verursachen. Bei besonderen Anforderungen an die Schmierung können Silikonöl oder andere Additive verwendet werden.
Überlegen Sie, welches Material für Ihr Projekt geeignet ist? Wenn wir die Eigenschaften dieser Kunststoffe kennen, können wir im Allgemeinen eine gute Wahl treffen. Sollten Sie dennoch unsicher sein, können Sie zunächst Prototypen in kleinen Stückzahlen herstellen, anschließend den Formeffekt prüfen und die Leistung des Produkts in der Einsatzumgebung beobachten. Dadurch können Nacharbeiten oder Ausschuss nach der Massenproduktion vermieden werden.
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