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AKROTEK ® PEEK Broschüre A3 - AKRO-PLASTIC GmbH

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AKROTEK® PEEK und PAEK –
Höchstleistungen in Kunststoff
AKRO-PLASTIC GmbH
Ein Unternehmen der Feddersen-Gruppe
AKROTEK® PEEK
Richtwerte für ungefärbte Werkstoffe
bei 23 °C
Prüfbedingungen
Prüfmethode
PEEK
natur
Einheit
PEEK GF 30
natur
(4447)
Mechanische Eigenschaften
trocken
(5047)
kond.
PEEK GF 40
natur
(5068)
trocken
kond.
trocken
kond.
PEEK GF 50
natur
(5100)
trocken
kond.
PEEK GF 50 9
natur
(5183)
trocken
kond.
PEEK GF 60 9
natur
(5184)
PEEK CF 30
schwarz
(5049)
PEEK CF 40
schwarz
(5099)
trocken
kond.
trocken
kond.
trocken
kond.
PEEK CF 40 9
schwarz
(5182)
trocken
kond.
PEEK TM
natur
(5069)
trocken
Zug-E-Modul
1 mm/min
ISO 527-1/2
MPa
3.700
11.500
11.200
15.000
19.000
19.000
23.000
21.700
25.500
25.000
34.500
31.500
3.500
Bruchspannung/Streckspannung1
5 mm/min
ISO 527-1/2
MPa
/100
180
162
200
210
210
210
180
235
228
245
235
/75
Bruchdehnung
5 mm/min
ISO 527-1/2
%
>25
2,5
2,1
2,2
1,8
1,8
1,5
1,1
1,5
1,3
1,0
1,1
>20
Biege-E-Modul
2 mm/min
ISO 178
MPa
3.800
11.100
14.500
19.200
19.000
23.600
23.000
33.000
30.000
3.500
Biegefestigkeit
2 mm/min
ISO 178
MPa
155
265
295
335
320
325
345
365
345
125
Biegedehnung bei Bruch
2 mm/min
ISO 178
%
2,8
2,4
2,0
2,0
1,7
1,8
1,3
1,4
Charpy-Schlagzähigkeit
23 °C
ISO 179-1/1eU
kJ/m²
o.b.
62
52
63
65
60
50
35
42
38
40
36
105
Charpy-Kerbschlagzähigkeit
23 °C
ISO 179-1/1eA
kJ/m²
6
10
9
11
13
10
10
8
6
6
6
5
6
Thermische Eigenschaften
Schmelzpunkt
kond.
trocken
trocken
trocken
trocken
trocken
trocken
trocken
trocken
trocken
trocken
342
342
342
342
342
342
342
342
342
342
DSC, 10 K/min
ISO 11357-1
°C
Wärmeformbeständigkeit, HDT/A
1,8 MPa
ISO 75-1/2
°C
>280
>280
>280
>280
>280
>280
>280
>280
150
Wärmeformbeständigkeit, HDT/C
8 MPa
ISO 75-1/2
°C
175
220
245
260
275
230
250
260
140
23 °C
ISO 1183
g/cm³
1,29
1,50
1,60
1,72
1,73
1,85
1,39
1,45
1,44
1,40
ISO 1172
%
0
30
40
50
50
60
30
40
40
0
70 °C/62 % r.F.
ISO 1110
%
0,12
0,22
Fließspirale2
AKRO
mm
480
680
Allgemeine Eigenschaften
Dichte
Gehalt an Mineral-/
Verstärkungsstoffen
Feuchtigkeitsaufnahme
0,18
Verarbeitung
Fließfähigkeit
630
Prüfwerte „kond.“ = konditioniert, wurden an nach ISO 1110 gelagerten Prüfkörpern bestimmt
Prüfwerte „trocken“ = Restfeuchtigkeit < 0,10 %
o.B. = ohne Bruch
2
1 = Streckspannung und Bruchdehnung: Prüfgeschwindigkeit 50 mm/min für unverstärkte Compounds
2 = Werkzeugtemperatur: 195 °C, Massetemperatur: 385 °C, Spritzdruck: 2.000 bar,
Querschnitt der Fließspirale: 7 mm x 3,5 mm
3
AKROTEK® PEEK und PAEK
Richtwerte für ungefärbte Werkstoffe
bei 23 °C
Prüfbedingungen
Prüfmethode
Einheit
PEEK TM
schwarz
(5051)
PEEK CF 10 TM
schwarz
(5050)
PAEK CF 30
schwarz
(5216)
PAEK CF 30 TM
schwarz
(5217)
Produktcharakterisierung
PAEK CF 30 9
schwarz
AKROTEK® PEEK
O
(5263)
O
O
C
n
Mechanische Eigenschaften
trocken
kond.
trocken
kond.
trocken
kond.
trocken
kond.
trocken
kond.
Quelle: Chemgapedia
Zug-E-Modul
1 mm/min
ISO 527-1/2
MPa
6.000
13.500
25.000
24.600
27.000
Bruchspannung/Streckspannung1
5 mm/min
ISO 527-1/2
MPa
75
155
250
230
255
Polymer
Keton Anteil %
TG °C
TM °C
Bruchdehnung
5 mm/min
ISO 527-1/2
%
2,2
2,0
1,4
1,3
1,3
PEEEK
25
129
324
Biege-E-Modul
2 mm/min
ISO 178
MPa
6.000
13.000
24.000
23.500
25.000
PEEK
33
141
335
PEK
50
152
365
Biegefestigkeit
2 mm/min
ISO 178
MPa
135
235
365
335
365
PEKK
67
165
391
Biegedehnung bei Bruch
2 mm/min
ISO 178
%
4,0
2,4
1,8
1,7
1,6
Charpy-Schlagzähigkeit
23 °C
ISO 179-1/1eU
kJ/m²
35
35
40
38
42
Charpy-Kerbschlagzähigkeit
23 °C
ISO 179-1/1eA
kJ/m²
3
4
5
5
5
Einteilung der PAEK-Typen
PEEK (Polyetheretherketon) gehört
zur Gruppe der PAEK (Polyaryletherketone). PAEK sind teilkristalline
Polymere, deren TM (Schmelzpunkt)
und TG (Glasübergangstemperatur)
durch die Anzahl der Ketongruppen
bestimmt werden (siehe nebenstehende Tabelle).
AKROTEK® PEEK gehört zur Gruppe
der Hochtemperaturpolymere. So
werden Kunststoffe klassifiziert, die
aufgrund ihres Eigenschaftsprofils
in einer Temperaturumgebung von
über 150 °C dauerhaft eingesetzt
werden können. In Abbildung 1 werden die Dauergebrauchstemperaturen von unterschiedlichen Kunststoffen verglichen. Dabei zeigt sich,
dass AKROTEK® PEEK mit einer
Temperatur von bis zu 340 °C weit
über der von anderen Kunststoffe
liegt.
Dauergebrauchstemperatur (Abb. 1)
350
Schmelzpunkt
trocken
DSC, 10 K/min
ISO 11357-1
°C
342
trocken
342
trocken
340
trocken
340
300
trocken
369
Temperatur [°C]
Thermische Eigenschaften
250
200
150
100
50
Wärmeformbeständigkeit, HDT/A
1,8 MPa
ISO 75-1/2
°C
Wärmeformbeständigkeit, HDT/C
8 MPa
ISO 75-1/2
°C
145
175
>280
>280
195
205
Allgemeine Eigenschaften
23 °C
g/cm³
1,46
1,44
1,40
1,41
1,41
AKROMID® C
GF 30 XTC
AKROMID® T
Spannungs-Dehnungskurven
bei Temperatur (Abb. 2)
70 °C/62 % r.F.
ISO 1172
%
ISO 1110
%
0
10
30
30
Verarbeitung
AKROMID® A
PEEK CF 30 bei 23 °C
PEEK CF 30 bei 125 °C
PEEK CF 30 bei 200 °C
PEEK GF 50 bei 23 °C
250
Gehalt an Mineral-/
Verstärkungsstoffen
Feuchtigkeitsaufnahme
ISO 1183
AKROTEK® PEEK
PEEK GF 50 bei 125 °C
30
200
Spannung [MPa]
Dichte
0
>280
PEEK GF 50 bei 200 °C
PEEK GF 30 natur bei 23 °C
150
PEEK GF 30 natur bei 125 °C
PEEK GF 30 natur bei 200 °C
100
AKROTEK® PEEK oder AKROTEK®
PAEK kommen dann zum Einsatz,
wenn mehrere ungünstige Rahmenbedingungen herrschen wie z. B. extreme Einsatztemperaturen, Kontakt zu aggressiven Substanzen, ungünstige Verschleiß- und Friktionssituationen u. a.
AKROTEK® PEEK und AKROTEK®
PAEK-Compounds weisen einige
markante Eigenschaften auf. Die
mechanischen Werte, bei erhöhten
Temperaturen gemessen, zeigen
die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten unserer Compounds. Unsere
hochgefüllten Glas- und Kohlenstofffaser-Compounds zeigen eine
besonders gute Performance in den
Zug- und Biegemodulen auf. In Abbildung 2 ist zu sehen, dass die Festigkeit, wie auch bei anderen Compounds, stark von der Temperatur
abhängig ist.
50
Fließfähigkeit
Fließspirale2
AKRO
mm
720
Prüfwerte „kond.“ = konditioniert, wurden an nach ISO 1110
gelagerten Prüfkörpern bestimmt
Prüfwerte „trocken“ = Restfeuchtigkeit < 0,10 %
4
0
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Dehnung [%]
5
Produktcharakterisierung
Verarbeitungshinweise
Durch die geringe Feuchtigkeitsaufnahme von einem glasfaserverstärkten PEEK im Vergleich zu A3 GF
30 1 schwarz (siehe Abb. 3) ist eine
hohe Dimensionsstabilität gegeben.
AKROTEK® PEEK und AKROTEK®
PAEK lassen sich auf handelsüblichen Spritzguss- und Extrusionsanlagen verarbeiten. Es muss eine
Auslegung der Heizung bis 450 °C
möglich sein, um optimale Ergebnisse in der Verarbeitung zu erzielen. Die Werkzeugtemperierung
sollte Werkzeugoberflächentemperaturen bis zu 190 °C ermöglichen.
Das Zug-E-Modul fällt mit der Konditionierung nur wenig ab (siehe Abb.
5). Dieses konstante Verhalten der
AKROTEK® PEEK und PAEK-Typen ist
für die Bauteilauslegung von großem Vorteil.
AKROTEK® PEEK und AKROTEK®
PAEK-Compounds zeigen eine sehr
gute Beständigkeit gegenüber vielen
kritischen chemischen Verbindungen über ein breites Temperaturband. AKROTEK® PEEK und AKROTEK® PAEK-Compounds verfügen
über ausgezeichnete Barriereeigenschaften gegenüber vielen Flüssigkeiten und Gasen. Die Hydrolysebeständigkeit ist hervorragend und
lässt vielfachen Kontakt zu Wasserdampf zu.
(Abb. 3)
Feuchtezunahme [%]
2,0
A3 GF 30 1 schwarz
1,5
PK-HM GF 30 natur (4709)
PEEK GF 30 natur (5047)
1,0
PEEK GF 60 9 natur (5184)
θ5
0,5
0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
θ4
θ3
Dies gewährleistet einen optimalen
Kristallinitätsgrad.
Die durch das gute Füllverhalten erreichten Fließwerte lassen Entwicklungsingenieuren und Designern
große Freiheiten bei der Bauteilgestaltung (siehe Abb. 6). Hierdurch
können aufwändige, kostenintensive Bearbeitungsschritte eingespart
θ2
θ6
500
P Nach
τ
P Stau
< (-40) °C
Änderung Zugfestigkeit
über Auslagerungszeit bei 260 °C (Abb. 4)
145
PEEK CF 30 schwarz (5049) bei 260 °C
135
Spritzguss
PEEK GF 40 natur (5068) bei 260 °C
PEEK GF 30 natur (5047) bei 260 °C
125
PEEK GF 30 natur (5047) bei 150°C
115
105
95
0
300
600
900
1.200
1.500
Auslagerungszeit [h]
AKROTEK® PEEK CF
AKROTEK® PAEK CF
θ1
60 – 80 °C
60 – 80 °C
60 – 80 °C
Zone 1 – Zone 4
θ2
365 – 385°C
370 – 390 °C
390 – 410 °C
Düse
θ3
400 °C
410 °C
410 °C
Schmelze
θ4
370 – 400 °C
380 – 400 °C
390 – 410 °C
Werkzeugtemperatur
θ5
160 – 200 °C
180 – 200 °C
180 – 210 °C
Trocknung
θ6
150 °C, 3 h
150 °C, 3 h
150 °C, 4 h
P Nach
500 – 1.000 bar
500 – 1.000 bar
500 – 1.000 bar
Die angegebenen Werte sind Richtwerte, mit zunehmendem Füllgehalt sind die höheren Werte anzustreben. Zur Trocknung empfehlen wir ausschließlich
Trockenluft- oder Vakuumtrockner. Die optimale Verarbeitungsfeuchte sollte 0,02 % betragen. Für Sackware gilt ein Vortrocknen bis zu 4 Stunden bei 150 °C.
Wir empfehlen Gebinde vollständig zu verarbeiten. Granulat aus offenen Gebinden und Siloware können je nach Lagerbedingungen Feuchte aufgenommen
haben und erfordern eine längere Trocknungszeit.
(Abb. 5)
Zug-E-Modul [MPa]
AKROTEK® PEEK GF
Flansch
Nachdruck, spez.
Zug-E-Modul
trocken
konditioniert
30.000
Extrusion
25.000
Flansch
20.000
15.000
60 – 80 °C
Extruderzonen
370 – 390 °C
Schmelze
380 – 400 °C
Trocknung
Fließweglänge (Abb.6)
150 °C, 3 h
10.000
5.000
6
und eine deutliche Gewichtsreduktion ermöglicht werden. Den Produktentwicklern der AKRO-PLASTIC
war es wichtig, neben der Performance eine sehr gute Verarbeitbarkeit des Werkstoffes mit den üblichen Verfahren der kunststoffverarbeitenden Industrie (wie Spritzguss, Extrusion oder Folienherstellung) zu ermöglichen.
θ1
Auslagerungszeit [h]
Zugfestigkeit [%]
Über einen langen Zeitraum zeigen
sich bei Wärmeauslagerungen von
AKROTEK® PEEK und AKROTEK®
PAEK-Compounds gleichbleibende
Performancewerte (siehe Abb. 4).
Die Wärmeformbeständigkeit, gemessen nach ISO 75 HDT, liegt bei
einer Last von 1,8 MPa über 300 °C.
Feuchteaufnahme bei 70 °C und 62 % rel. Feuchte
0
PEEK GF 30
natur (5047)
PEEK GF 60 9
natur (5184)
PEEK CF 30
schwarz (5049)
PAEK CF 30
schwarz (5216)
PEEK CF 30
schwarz (5049)
PEEK GF 60 9
natur (5184)
PEEK GF 40
natur (5068)
0 200400600 800
Fließspirale �mm�
7
Medienbeständigkeit
Anwendungen
Die Kombination aus hoher Schlagzähigkeit, Zugfestigkeit und Biegefestigkeit bei hochgefüllten Glasund Kohlenstofffaser-Compounds
lassen eine Verwendung in vielen
Anwendungsbereichen zu. Gerade
dort, wo der Einsatz von Metallen
nicht optimal wäre oder Gewichtsreduktion notwendig ist, können
AKROTEK® PEEK und AKROTEK®
PAEK-Compounds die richtige Alternative sein.
AKROTEK® PEEK und AKROTEK®
PAEK-Compounds, welche durch
entsprechende Additive wie PTFE,
MoS₂, Kohlenstoff- und Aramidfasern modifiziert sind, finden ihren
Einsatz in vielen Anwendungen,
die erhöhtem Verschleiß oder Friktionsproblemen ausgesetzt sind.
Eine Modifizierung der Compounds
gemäß den geforderten Anforderungsprofilen ist möglich.
Medium
Aceton
sehr gut
sehr gut
Ammoniak
sehr gut
sehr gut
gut
gut
Basen
sehr gut
gut
Benzol
gut
Benzin
gut
Biodiesel
gut
sehr gut
sehr gut
gut
gut
Eisen(III)-oxid
sehr gut
sehr gut
Ethylenglykol
sehr gut
sehr gut
Formaldehyd
sehr gut
sehr gut
Hydrochlorsäure, konz.
sehr gut
gut
Hydraulikflüssigkeit
gut
gut
Isopropanol
gut
Dimethylsulfoxid (DMSO)
Reibelemente
in Getriebesystemen
Anwendungsgebiete
Luftfahrt
• Innenraumverkleidungen
• Sitzbauteile
• Verbindungselemente
Erneuerbare Energien
• Wärmepumpen
• Rohrkupplungen
• Schlauchverbinder
Elektro/Elektronik
• Kabelummantelungen
• Kontaktleisten
• Steckverbinder
Automotive
• Getriebelemente
• Kupplungselemente
• Fahrwerkselemente
Industrie
• Pumpenbauteile
• Kompressorenbauteile
• Dichtungsringe
• Transportsysteme
Medizin
• Orthopädiezubehör
• Laborausrüstung
Disclaimer: Alle in dieser Broschüre gemachten Angaben basieren auf unseren derzeitigen Kenntnissen und Erfahrungen. Eine rechtlich verbindliche Zusicherung bestimmter Eigenschaften oder
Eignung für einen konkreten Einzelfall kann aus unseren Angaben nicht abgeleitet werden. Die Verarbeiter und Anwender werden durch unsere Angaben nicht von Versuchen und eigenen
Prüfungen für den konkreten Einsatzfall befreit. AKRO®, AKROMID®, AKROLEN®, AKROLOY® und AKROTEK® sind registrierte Marken der Feddersen-Gruppe.
6
sehr gut
Bremsflüssigkeit DOT 3
Impeller
in Turboladern
Beständigkeit bei 100 °C
1,1,1, Trichlorethan
Aromatische Lösungsmittel
Lagersegmente in Windkraftanlagen
Beständigkeit bei 23 °C
Kerosin
sehr gut
Kohlenmonoxid
sehr gut
sehr gut
Motoröl
sehr gut
sehr gut
Natriumcarbonat
sehr gut
sehr gut
Natriumhydroxid, 50 % konz.
sehr gut
sehr gut
Nickelchlorid
sehr gut
sehr gut
Organische Stickstoffverbindungen
sehr gut
gut
Phosphorsäure, 50 % konz.
sehr gut
Reinigungsmittellösungen
sehr gut
gut
Säuren
gut
gut
Schwefelsäure, < 40 % konz.
gut
gut
Schwefeltrioxid
sehr gut
sehr gut
Toluol
sehr gut
Wasserdampf
sehr gut
sehr gut
Wasserstoffperoxid
sehr gut
sehr gut
gut bedeutet: beständig
eingeschränkte Beständigkeit unter
den genannten Bedingungen.
sehr gut bedeutet: sehr beständig
uneingeschränkte Beständigkeit
unter den genannten Bedingungen.
8
Wir freuen uns
auf das Gespräch mit Ihnen!
AKRO-PLASTIC GmbH
Ein Unternehmen der Feddersen-Gruppe
Hier finden Sie immer
den aktuellsten Stand
der Broschüre:
Weitere Standorte unter www.akro-plastic.com
09/2014
Industriegebiet Brohltal Ost
Im Stiefelfeld 1
56651 Niederzissen
Telefon: +49(0)2636-9742-0
Telefax: +49(0)2636-9742-31
info@akro-plastic.com
www.akro-plastic.com
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