LFT-G® Polyamid 66 Langkohlenstofffaserverstärkte Compounds Spritzgussgranulat

Was sind LFT-Materialien?

LFT-Langfaserverstärkte thermoplastische Werkstoffe zeichnen sich im Vergleich zu herkömmlichen kurzfaserverstärkten Thermoplasten (Faserlänge unter 1–2 mm) durch Faserlängen von 5–25 mm aus. Die Langfasern werden mithilfe eines speziellen Formsystems mit Harz imprägniert, wodurch vollständig getränkte, lange Streifen entstehen, die anschließend auf die gewünschte Länge zugeschnitten werden. Das am häufigsten verwendete Basisharz ist PP, gefolgt von PA6, PA66, PPA, PA12, MXD6, PBT, PET, TPU, PPS, LCP, PEEK usw. Zu den konventionellen Fasern zählen Glasfaser und Kohlenstofffaser, zu den Spezialfasern Basalt- und Quarzfasern. Je nach Anwendungszweck können die fertigen Produkte im Spritzguss-, Extrusions- oder Formverfahren eingesetzt oder direkt anstelle von Stahl- und Duroplastprodukten verwendet werden.

Langkohlenstofffaserverstärkte Verbundwerkstoffe bieten eine Lösung, wenn andere Methoden der Kunststoffverstärkung nicht die gewünschte Leistung erbringen oder wenn Metall durch Kunststoff ersetzt werden soll. Sie ermöglichen eine kosteneffiziente Reduzierung der Herstellungskosten und verbessern die mechanischen Eigenschaften von technischen Polymeren. Die langen Fasern verteilen sich gleichmäßig im Produkt und bilden ein Netzwerkgerüst, wodurch die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs optimiert werden.

Was ist Polyamid 66 Langkohlenstofffaserverstärkung?

Nylon 6,6, auch bekannt als Nylon 6-6, Nylon 66 oder Nylon 6/6, ist eine kristallinere Variante von Nylon 6. Es wird auch als Polyamid 66 oder PA 66 bezeichnet. Dank seiner geordneteren Molekularstruktur weist es verbesserte mechanische Eigenschaften auf. Nylon 66 bietet im Vergleich zu Standard-Nylon 6 eine höhere Temperaturbeständigkeit und eine geringere Wasseraufnahme und eignet sich daher besser für die maschinelle Bearbeitung. Die Vorteile von Nylon 6,6 liegen in seiner höheren Streckgrenze im Vergleich zu Nylon 6 und Nylon 610. Es zeichnet sich durch hohe Festigkeit, Zähigkeit, Steifigkeit und einen niedrigen Reibungskoeffizienten in einem breiten Temperaturbereich aus. Darüber hinaus ist es ölbeständig sowie beständig gegen Chemikalien und Lösungsmittel. PA66 weist jedoch eine starke Hygroskopizität und geringe Dimensionsstabilität auf, was seine Anwendungsmöglichkeiten einschränkt. Um einen Nylon-66-Konstruktionswerkstoff mit höherer Festigkeit zu erhalten, sollte er durch Kohlenstofffaserverstärkung modifiziert werden.

Die mechanischen Eigenschaften von langkohlenstofffaserverstärktem Nylon 66 (LCFR-PA66) sind deutlich besser als die von kurzkohlenstofffaserverstärktem Nylon 66 (SCFR-PA66), und auch die Verarbeitungseigenschaften sind besser. Es kann mit verschiedenen Formgebungsverfahren wie Spritzgießen und Formpressen verarbeitet werden, und auch komplexe Bauteile lassen sich herstellen. Daher kann langkohlenstofffaserverstärktes Nylon 66 in großem Umfang in Baumaterialien, der Luft- und Raumfahrt, elektronischen Geräten, Möbeln und anderen Bereichen eingesetzt werden, insbesondere auf dem Anwendungsmarkt der Automobilindustrie.

Der Herstellungsprozess von langkohlenstofffaserverstärktem Nylon 66 unterscheidet sich von dem von kurzkohlenstofffaserverstärktem Nylon 66. Die kurzen, kohlenstofffaserverstärkten Nylon-66-Partikel werden durch die Reibung und Scherung von Schnecke und Zylinder zerkleinert. Dabei entstehen kurze, kohlenstofffaserverstärkte Nylon-66-Partikel mit einer Länge der Kohlenstofffasermonofilamente von etwa 0,5 mm. Die Länge einiger Kohlenstofffasermonofilamente im Endprodukt liegt unterhalb der kritischen Verstärkungslänge. Unter Belastung des Produkts können sich die Kohlenstofffasern leicht aus der Nylon-66-Matrix lösen. Die Festigkeit der Kohlenstofffasern wird nicht voll ausgenutzt, und die mechanischen Eigenschaften des Produkts sind nicht optimal.

Mit langen Kohlenstofffasern verstärktes Nylon 66 bietet eine bessere Verstärkungswirkung und Dimensionsstabilität, und die Steifigkeit, Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Schlagfestigkeit und Ermüdungsbeständigkeit der hergestellten Produkte sind besser, und die Lebensdauer ist länger.

Fragen und Antworten

F: Gibt es bei der Spritzgießtechnik für Langglasfasern und Langkohlenstofffasern besondere Anforderungen an Spritzgießmaschinen und Formen?
A: Es gibt sicherlich Anforderungen. Insbesondere an die Produktkonstruktion, die Schneckendüse der Spritzgießmaschine und den Formaufbau müssen beim Spritzgießprozess die Anforderungen an lange Fasern berücksichtigt werden.

F: Das Produkt neigt zur Sprödigkeit. Kann die Verwendung langfaserverstärkter thermoplastischer Materialien dieses Problem lösen?
A: Die mechanischen Eigenschaften müssen insgesamt verbessert werden. Die Vorteile von Langglas- und Langkohlenstofffasern liegen in ihren mechanischen Eigenschaften. Sie weisen eine 1- bis 3-fach höhere Zähigkeit als Kurzfasern auf, und die Zugfestigkeit (Festigkeit und Steifigkeit) erhöht sich um das 0,5- bis 1-Fache.

F: Wie wählt man die Verstärkungsmethode und die Materiallänge bei der Verwendung von langfaserverstärktem thermoplastischem Material?
A: Die Materialauswahl hängt von den Produktanforderungen ab. Es muss beurteilt werden, in welchem Maße der Inhalt angereichert werden soll und welche Länge angemessener ist, was wiederum von den Leistungsanforderungen der Produkte abhängt.