Ziel der Entwicklung

Logo: Links: Terraohmmeter MI 3 mit Elektroden; Oben rechts Elektrode FE 50 zur Messung des Durchgangswiderstandes und Elektrode HOW 3 zur Messung des Ober-flächenwiderstandes; Unten rechts Mess-platz zur Ermittlung der Widerstände von Raumtemperatur bis 180 °C
Links: Terraohmmeter MI 3 mit Elektroden; Oben rechts Elektrode FE 50 zur Messung des Durchgangswiderstandes und Elektrode HOW 3 zur Messung des Ober-flächenwiderstandes; Unten rechts Mess-platz zur Ermittlung der Widerstände von Raumtemperatur bis 180 °C

Vor dem Hintergrund steigender Temperaturanforderungen, zumeist in Verbindung mit einer ganzen Reihe weiterer Anforderungen, werden für Anwendungen in der Elektrotechnik/Elektronik (E/E) zunehmend Hochleistungskunststoffe (HLK) eingesetzt. Diese Materialien haben aber auch Ihren Preis. Neben den zum Teil außerordentlich hohen Materialkosten ergeben sich für den Verarbeiter hohe Zusatzaufwendungen bei der Verarbeitung und beim Werkzeugbau.
Eine Alternative bietet die Strahlenvernetzung von technischen Thermoplasten durch Elektronen-strahlen. Dabei werden technische Kunststoffe unter Standardbedingungen auf Standard-Spritzgießmaschinen verarbeitet und die erhaltenen Teile anschließend durch die Strahlenvernetzung in ihren Eigenschaften modifiziert.
Dem verbreiteten Einsatz strahlenvernetzter technischer Thermoplaste wie Polyamid 6 (PA6) und Polybutylenterephthalat (PBT) in der EE stand jedoch das Fehlen von gesicherten Informationen zum Einfluss der Strahlenvernetzung auf die elektrischen Eigenschaften entgegen.
Die Ziele des Projektes bestanden daher in der systematischen Erforschung von Zusammenhängen zwischen den Bedingungen der Strahlenvernetzung von PA 6 und PBT, den damit verbundenen Vernetzungsergebnissen und den elektrischen Eigenschaften der strahlenvernetzten Kunststoffe.
Durch Elektronenstrahlen vernetztes PA 6 sowie PBT ist auch oberhalb der Schmelztemperatur formstabil und kann bei bleifreien Lötprozessen eingesetzt werden; Die Kriechstromfestigkeit von glasfaserverstärktem vernetzten PA 6 mit der Prüflösung B verbessert sich von 425 V auf 600 V.
Die Glühdrahtentflammbarkeitszahl erhöht sich in Abhängigkeit der Bestrahlungsstärke für mit 30 Prozent Glasfasern verstärktes PA 6 und PBT um bis zu 310 K auf 960 °C; Die Vernetzung hat keinen gravierenden Einfluss auf den Oberflächen- und Durchgangswiderstand, die Durchschlagfestigkeit, die Elektrizitätszahl und den lektrischen Verlustfaktor.

Vorteile und Lösungen

Vorteile liegen in der Ersatzmöglichkeit von Hochleistungskunststoffen und Energieeinsparung; Beim Bestrahlungsdienstleister durch neue Anwendungsgebiete und Erhöhung der Kapazitätsauslastung. In Erweiterung des Anwendungsspektrums von Polyamiden und PBT – beim Anwender durch verbesserte Eigenschaften der Produkte / Bei der Entwicklung elektrotechnischer und elektronischer Baugruppen und Erzeugnisse, wofür die erforderlichen elektrischen Kennwerte und Daten zur Verfügung gestellt werden / Bei Rohstoffherstellern (Compoundeuren und Masterbatchherstellern), indem sich neue Möglichkeiten der Werkstoffentwicklung eröffnen und dass vorhandene Produktangebote quantitativ und qualitativ erweitern werden können.

Zielgruppe und Zielmarkt

In der Elektro-/Elektronik-Branche kommt es bei der Verwendung von Kunststoff besonders auf eine gute Dimensionsstabilität, aber auch auf flammhemmende Eigenschaften an. Bei Elektrosteckern und Steckverbinder, Schaltern und Lampensockel zeigt sich PBT als ausgezeichneter Werkstoff. Hier können bei glasfaserverstärkten Typen durch die Elektronenstahlvernetzung aber noch Eigenschaftsverbesserungen erzielt werden.
Da beim Formteilhersteller keine zusätzlichen Investitionen in neue Gerätetechnik erforderlich sind, kann diese innovative Technologie kurzfristig umgesetzt werden. Der Technologietransfer ist besonders auf kleine und mittelständige Unternehmen in der kunststoffverarbeitenden Industrie für Elektro und Elektronik beziehungsweise auf Automobilzulieferer ausgerichtet.
Dazu erfolgten sowie erfolgen folgende Aktivitäten: Veröffentlichungen in Fachzeitschriften und Fachvorträgen, Ergebnispräsentation in Workshops, Seminaren und Schulungen, Ergebnispräsentation auf Fachmessen sowie Ergebnispublikation unter Nutzung der Internetplattform und des Newsletters der KuZ gGmbH.