Ausreichend Lösungspotenzial

Leichtgängigkeit und hohe Gasdichtheit charakterisieren die aus FiPur gefertigten Dichtelemente (Bild: Fietz Automotive GmbH)

15.09.2017 Ausreichend Lösungspotenzial

Aktuelle Trends bei Rohstoffen und Mischungen

von Dipl.-Ing. (FH) Joachim Möschel (Fietz Automotive GmbH)

Im Bereich der Polyurethane, der einer unserer Schwerpunkte ist, gibt es einen weltweiten Trend zur Verwendung von Bio-Rohstoffen.

Das heißt, es werden auf der Basis von nachwachsenden Rohstoffen (z.B. nativen Ölen, Kohlehydraten) Makrodiole und Kettenverlängerer aufgebaut, mit denen es wiederum möglich ist, Polyurethanelastomere und auch thermoplastische Polyurethane (TPU) zu synthetisieren. Obwohl TPU bereits ein stattliches Niveau repräsentieren, gibt es in Verbindung mit fluidtechnischen Anwendungen noch eine Vielzahl von ungelösten Problemen. Dabei gilt es, diese bei Hydraulik-, Pneumatik- oder Gasfeder-TPU noch abriebbeständiger, sicherer gegen Bioöle, Fette und Prozessmedien zu machen. Hier werden sich ebenfalls die Flächenpressungen bei hohen dynamischen Anforderungen weiterhin erhöhen. Bei dynamischen Dichtungsanwendungen werden – und das ist kein Trend mehr, sondern inzwischen Standard – niedrige Reibbeiwerte gefordert;  sprich: Das Dichtungsmaterial TPU muss sich immer mehr zum Alleskönner entwickeln.

Bei der Entwicklung von Lösungen ist umfangreiches Wissen eine zentrale Voraussetzung. Bei TPU geht dies bis in die Details der verwendeten Makrodiole, Kettenverlängerer und Isozyanate, die zum Aufbau verwendet werden. Dies führt unweigerlich dazu, dass diese Rohstoffe hinsichtlich primärchemischer Beschaffenheit und Molekülarchitektur signifikante Merkmale aufweisen müssen, mit denen physikalische/chemische Eigenschaften an den TPU gezielt eingestellt werden können. Von entscheidender Bedeutung ist es für den Dichtungshersteller, diese Details bei den neu entwickelten Rohstoffen richtig zu erfassen, um sie mit den resultierenden Werkstoffeigenschaften und den geforderten Spezifikationen für die Komponenten der Kunden in Verbindung zu bringen.

Vor diesem Hintergrund haben wir vor drei Jahren in ein hochmodernes TPU-Technikum investiert und bieten seit mehr als einem Jahr ein leistungsfähiges TPU-Portfolio an. Dieses Fi Pur-Programm kann bei Hydraulik-, Pneumatik- als auch Gasfederanwendungen nahezu alle geforderten anwendungstechnischen Eigenschaften auf hohem Niveau erfüllen. Aktuell beschäftigen wir uns mit der Entwicklung von Hochleistungs-TPU für Kupplungselemente in der Antriebstechnik. In diesem Zusammenhang haben wir ein ZIM-Kooperationsprojekt mit der TU Chemnitz gestartet. Im Wesentlichen beinhaltet dies die nanotechnologische Modifizierung von Hartsegmenten im TPU-Werkstoffaufbau. Mit deren Hilfe sind wir in der Lage, Temperaturbeständigkeit und Elastizitätswerte weiter zu verbessern. Es ist uns damit auch gelungen, den Druckverformungsrest noch einmal deutlich zu verringern, womit sich ein weiteres Potenzial für viele dichtungstechnische Anwendungen eröffnet.

Joachim Möschel, Leitung Polyurethan Entwicklung, Polyurethane Devolopment Manager, Fietz Automotive GmbH
„Mit TPU können heute viele Dichtungen realisiert werden und neue Mischungen erweitern das Anwendungsspektrum kontinuierlich.“ Joachim Möschel, Leitung Polyurethan Entwicklung, Polyurethane Devolopment Manager, Fietz Automotive GmbH