selbstverstärkende Kunststoffe


Was sind selbstverstärkende Kunststoffe?

Selbstverstärkende Kunststoffe bzw. flüssigkristalline Kunststoffe (LCP) sind bei hohen Temperaturen dimensionsstabil, wodurch sie Dauergebrauchstemperaturen von bis zu 250°C erreichen können. Darüber hinaus besitzen sie gute elektrische Isoliereigenschaften und sind beständig gegen Chemikalien. Aufgrund ihrer Materialeigenschaften werden selbstverstärkende Kunststoffe hauptsächlich in der Elektronik- und Elektroindustrie sowie im Maschinen- und Fahrzeugbau verwendet.

 

LCP für die thermoplastische Verarbeitung sind in der Schmelze dünnflüssig, sodass auch filigrane Formteile mit besonders kleinen Wanddicke produziert werden können. In der Schmelze verfügen LCP über eine gute Fließfähigkeit, bei hohen Temperaturen sind sie chemisch beständig und besitzen eine geringe thermische Ausdehnung sowie gute mechanische Eigenschaften. Während der Verarbeitung orientieren sich die Moleküle entlang Scher- oder Dehnströmungen, was zu einer hohen Anisotropie der Eigenschaften und eine sogenannte Selbstverstärkung in Orientierungsrichtung führt. Die angegebenen Werte für Zähigkeit, Festigkeit (bis 240 MPa)m die hohen Elastizitätsmoduln (bis 40 GPa) und die geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten gelten dementsprechend nur entlang der Orientierungsrichtung der Moleküle. Je nach Formmasse liegt die Langzeit-Formbeständigkeit ohne eine mechanische Belastung zwischen 185 bis 250°C.

 

Es gibt einen weiten Temperaturbereich, in dem LCP beständig gegen schwache Säuren, Aromaten, Alkohole, Hydrolyse, Ketone, Ester, Kohlenwasserstoffe und alle Chemikalien, die sonst Spannungsrisse verursachen, sind. Davon ausgenommen sind jedoch starke Alkalien und stark oxidierende Säuren. LCP besitzen eine gute Witterungsstabilität und Beständigkeit gegen Gammastrahlen und Kurzwellen. Außerdem sind sie von sich aus flammwidrig (V0 nach UL 94) und verfügen abgesehen von einer geringen Kriechstromfestigkeit über gute elektrische Eigenschaften.

 

LCP, die mit Glas oder Kohlenfaser verstärkt sind, sind besonders fest und steif. Durch eine Füllung mit Mineralien kann man die Anisotropie der Eigenschaften der Spritzlinge reduzieren. LCP werden oft anderen Thermoplasten in der Schmelze beigemischt (zwischen 5 und 30%), um ihre Fließfähigkeit zu verbessern. Die Beimischung geringer Mengen anderer Thermoplasten führt hingegen zur Verringerung der Richtungsabhängigkeit der Eigenschaften von LCP. Moderne Produkte, die besonders ionenarm sind, sind für elektronische Anwendungen vorgesehen. Sie dienen beispielsweise dazu, Korrosion und Kurzschlüsse durch elektrisch geladene an die Oberfläche migrierte Teilchen bei metallisierten Leiterbahnstrukturen mit engen Abständen zu verringern.


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