Konditionieren von Fertigteilen aus Ultramid – Technische ...de_DE/function/conversions:... · Ultramid® (PA) Die Ultramid®-Marken der BASF sind Formmassen auf der Basis von PA6,

Konditionieren von Fertigteilen aus Ultramid®

Technische Information

Ultramid® im Internet: www.ultramid.de

Ultramid® (PA)

Die Ultramid®-Marken der BASF sind Formmassen auf

der Basis von PA6, PA66, verschiedenen Copolyamiden

wie PA66 / 6 und teilaromatischem Polyamid. Ultramid®

zeichnet sich durch hohe mechanische Festigkeit, Stei-

figkeit und thermische Beständigkeit aus. Darüber hinaus

bietet Ultramid® gute Zähigkeit bei tiefen Temperaturen,

günstiges Gleitreibeverhalten und problemlose Verarbei-

tung. Auf Grund seiner hervorragenden Eigenschaften ist

dieser Werkstoff in nahezu allen Bereichen der Technik für

die verschiedensten Bauteile und Maschinenelemente, als

hochwertiger elektrischer Isolierstoff und für viele beson-

dere Anwendungen unentbehrlich geworden.

ALLGEMEINES 04

DIE KONDITIONIERVERFAHREN 06

LAGERUNG NACH DEM KONDITIONIEREN

ERMITTLUNG DER KONDITIONIERZEIT

09

09

DAS VERHALTEN KONDITIONIERTER FERTIGTEILE BEI NORMALEN JAHRESZEITLICHEN KLIMASCHWANKUNGEN

MAßÄNDERUNG DURCH FEUCHTIGKEITSAUFNAHME

11

11

MÖGLICHE AUSWIRKUNGEN BEIM KONDITIONIEREN UND DEREN VERMEIDUNG

AUSWIRKUNGEN FEHLERHAFTER VERARBEITUNG BEIM KONDITIONIEREN

12

12



Allgemeines

Die Verarbeitung von Polyamid ( PA) erfordert trockene Aus-gangs produkte, so dass die Formteile unmittelbar nach der Herstellung völlig trocken sind. An feuchter Luft oder bei Lagerung in Wasser nehmen sie je nach den Bedin-gungen mehr oder weniger rasch Feuchtigkeit auf. Um in möglichst kurzer Zeit den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt und somit eine Verbesserung von Eigenschaften, z. B. der Schlagzähig keit, zu erhalten, werden die Teile bestimmten Bedingungen ausgesetzt, das heißt, sie werden konditioniert.

Während Polyamid 6, Polyamid 66 und Copolyamid 66 / 6 relativ viel Wasser aufnehmen, kann bei Ultramid® T (Abb. 1) eine Konditionierung spritzgießfrischer Formteile entfallen, da hier nur geringe Effekte zu erzielen sind. Lediglich das Anpassen des Fertigteils an bestimmte maßliche Anforde-rungen kann in seltenen Fällen eine Konditionierung sinnvoll machen.

Konditionieren ist eine Nachbehandlung trockener Teile aus PA mit dem Ziel, sie möglichst rasch mit Feuchtigkeit anzu-reichern. Im allgemeinen werden die Teile auf den Feuchtig-keitsgehalt, der dem Gleichgewichtszustand im Normalklima (23 °C / 50 % relative Feuchte) entspricht, konditioniert. Es ist auch möglich, in einem PA-Teil den Gleichgewichtsfeuchtig-keitsgehalt einzustellen, der einem beliebigen durch Tempe-ratur und relative Luftfeuchte gekennzeichneten Klimawert entspricht.

Der Maximalwert der Feuchtigkeitsaufnahme stellt sich nur bei dem Teil ein, das dauernd unter Wasser eingesetzt wird. Für die praktische Anwendung ist jedoch nur die Einstel-lung des Normalfeuchtigkeits gehaltes (23 °C / 50 % relative Feuchte) von Bedeutung.

4 KONDITIONIEREN VON FERTIGTEILEN AUS ULTRAMID®

Allgemeines

Warum konditioniert man?

Trockene Teile aus PA haben andere Eigenschaften als feuchte. Bei trockenen Teilen ergeben sich daher durch die Feuchtigkeitsaufnahme während des Gebrauchs bestimmte Eigenschafts- und Maßänderun gen, die sich bei manchen Anwendungen ungünstig auswirken. Teile aus Ultramid®, die beim Einsatz elastisch stark verformt werden und einer besonderen Schlagbeanspruchung ausgesetzt sind, sollen deshalb auch von Anfang an die für sie charakteristische hohe Schlag zähigkeit aufweisen (Abb. 2).

Darüber hinaus wird von vielen Konstruktionsteilen gefordert, dass sich ihre Abmessungen, ihre Festigkeit und Steifigkeit nur innerhalb enger Toleranzen verändern. Die Vorausset-zung hierfür ist ein Feuchtigkeitsgehalt, der dem Gleich-gewichtszustand im jeweiligen Klima annähernd entspricht (Tabelle 1).

Da Teile aus Ultramid® unter normalen Bedingungen beson-ders bei größerer Wanddicke Feuchtigkeit aus der Luft nur sehr langsam aufnehmen (Abb. 3), würde es ohne Kondi-tionierung sehr lange dauern, bis der Normalfeuchtigkeits-gehalt und damit die endgültigen Maße erreicht sind. Wird das Teil hingegen konditioniert, z. B. durch Lagerung im Feuchtraum bei 40 °C und 90 % relativer Feuchte oder bei Lagerung in Wasser beispielsweise bei 40 °C, so stellt sich der Normalfeuchtigkeitsgehalt in kurzer Zeit ein (Abb. 4).

Das Konditionieren ist also mit einem gewissen Aufwand verbunden, so dass diese Behandlung nur dann notwendig wird, wenn die hohe Zähigkeit oder Maßhaltigkeit von Poly-amid von Anfang an voll ausgeschöpft werden soll. Dies gilt auch für glasfaserverstärkte Einstellungen.

5KONDITIONIEREN VON FERTIGTEILEN AUS ULTRAMID®

Allgemeines

Abb. 1: Gleichgewichtsfeuchtigkeitsgehalt von Ultramid® in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit im Tempe-raturbereich von 10 °C bis 70 °C (Streuung ± 0,2 bis 0,4 absolut).

Abb. 2: Erhöhung der Schlagzähigkeit durch Feuchtigkeits- aufnahme beim Kon ditionieren. Ermittelt wurde die Kerb-schlagzähigkeit nach ISO 179 / 1eA. Die Feuchtigkeit wurde in die 4 mm dicken Probekörper durch Lagerung in Wasserbei 23 °C und anschließender fünftägiger Ausgleichslage-rung bei 23 °C / 50 % rel. Luftfeuchte aufgebracht.

relative Luftfeuchtigkeit [% ]

2

4

6

8

Feuc

htig

keits

aufn

ahm

e [ %

]

0 20 40 60 80 100

Ultramid®: B3EG6 A3EG6 B3S A3K, C3 T KR 4350 T KR 4355 G7

Feuchtigkeit [% ]

110

50

20

10

90

100

Ker

bsch

lagz

ähig

keit

[ kJ

/ m2 ]

0 1 2 3 5

Ultramid®: B3EG6 A3EG6 B3S A3K

30

40

80

70

60

4

Abb. 3: Feuchtigkeitsaufnahme von unverstärktem Ultramid® in Normalklima 23 °C / 50% in Abhängigkeit von der Zeit und der Wanddicke.

Abb. 4: Wasseraufnahme von unverstärktem Ultramid® bei Lagerung in Wasser von 40 °C oder im Feuchtraum bei 40 °C und 90 % relativer Feuchte in Abhängigkeit von der Zeit und der Wanddicke.

Zeit [d ]

Was

sera

ufna

hme

[%]

0

2

10

4

8

6

Temperatur 40 °C

Ultramid®: B / 2 mm B / 4 mm A / 2 mm A / 4 mm

1

5

Feuc

htig

keits

aufn

ahm

e [%

]

0

2

4

3

Normalklima 23 °C / 50%Ultramid®: B / 2 mm B / 4 mm A / 2 mm A / 4 mm T / 2 mm

Zeit [d ]

1 5 10 20 30 40 60 80 100 150 200 250 1 5 10 20 30 40 60 80 100 150 200 250

Klima

Dicke des Probekörpers

Ultramid® A ( PA66) Ultramid® B ( PA6)

unverstärkt verst.* mit 30 % GF unverstärkt verst.* mit 30 % GF

minimal Gew.-%

maximal Gew.-%

minimal Gew.-%

maximal Gew.-%

minimal Gew.-%

maximal Gew.-%

minimal Gew.-%

maximal Gew.-%

Büroraum Werkstattraum Außenluft

4 mm 4 mm 4 mm

1,01,3 2,3

2,2 2,3 4,6

0,7 0,9 4,6

1,5 1,6 3,2

0,8 1,2 2,0

2,3 2,7 5,2

0,56 0,9 1,4

1,6 1,9 3,6

Büroraum Werkstattraum Außenluft

8 mm 8 mm 8 mm

1,5 1,7 2,2

1,9 2,1 2,9

1,0 1,2 1,5

1,3 1,5 2,0

1,7 1,9 2,7

2,1 2,3 2,4

1,2 1,3 1,9

1,5 1,6 2,4

Normalklima 23 / 50 Sättigung

– 2,8 0,3 1,8 0,2 3,0 0,4 1,8 0,2

* Der Feuchtigkeitsgehalt der verstärkten Marken kann aus den Werten für unverstärkte Marken unter Berücksichtigung des jeweiligen Glasfasergehalts wie folgt etwa errechnet werden: Der Feuchtigkeitsgehalt ist z. B. bei 30 % Glasfaseranteil ca. 70 % der Werte für unverstärkte Marken oder 25 % Glasfaseranteil = 75 % der Werte für unverstärkte Marken.


Die Konditionierverfahren

Tab. 1: Feuchtigkeitsgehalte unter verschiedenen Klimabedingungen – Erfahrungswerte


In der Praxis hat sich das Konditionieren durch Lagern in heißem Wasser, in feuchtwarmem Klima oder in Sattdampf bewährt.

Verhältnismäßig einfach ist die Konditionierung in heißem Wasser, da sie nur einen geringen Aufwand an Geräten und Einrichtungen erfordert. Am besten wird ein im Tempera-turbereich von 40 °C bis 90 °C thermostatisch regelbares Wasserbad verwendet, das gegen über mäßige Wärmever-luste isoliert und abgedeckt ist. Wärmeverluste können weitgehend vermieden werden, wenn die Wasseroberfläche z. B. mit Ping-Pong-Bällen bedeckt wird. Allerdings ist bei Lage-rung in Wasser zu bedenken, dass besonders bei glasfaser-verstärkten, eingefärbten Teilen aus Polyamid Verfärbungen und Beeinträchtigungen der Oberfläche nicht immer zu ver-meiden sind.

Die Feuchtklima-Konditionierung im Temperaturbereich bis etwa 40 °C bei einer relativen Feuchte von mehr als 80 % ist ein für Ultramid® besonders schonendes Verfahren, das die oben genannten Nachteile vermeidet.

Für diese Konditionierungsart haben sich die handelsüblichen Klimaschränke bewährt. Für die Lagerung großer Teile, z. B. von Gehäusen oder Behältern, ist es zweckmäßig, einen ent-sprechend beheizbaren, gegebenenfalls begehbaren Klima-raum mit hygrothermostatischer Regelung einzurichten.

Die einfachste Art der Konditionierung ohne jeden appara-tiven Auf wand besteht in der Warmlagerung der Ultramid® Teile in wasser dichten Säcken aus PE (Wanddicke > 0,1 mm) mit 5 % bis 10 % Wasser, bezogen auf das Gewicht der Teile. Je höher die Lagerungs temperatur und je geringer die Dicke der Teile, desto kürzer ist die erforderliche Lagerungszeit. Anhaltspunkte für die Lagerungszeit ergeben sich aus den Konditionierdiagrammen in Abb. 5 bis 8.

Bei sehr dickwandigen Maschinenelementen aus Ultramid® kann das Konditionieren in Sattdampf bis etwa 120 °C in Betracht kommen. Die Temperaturgrenze von 120 °C sollte nicht überschritten werden, da sonst schon nach wenigen Stunden mit einer Schädigung des Polyamids zu rechnen ist.

Abb. 5: Konditionierzeit für Ultramid® B-Marken unverstärkt in Abhängigkeit von der Wanddicke und der Wasserbadtemperatur.

Wan

dstä

rke

[ mm

]

Spe

zifis

che

Obe

rflä

che

[ cm

2 / c

m3]

2

1,5

4

3

5

10

15

25

20

10

15

2

3

4

5

1,0

1,5

10 20 30 50 100 200 300 400 1 2 3 4 5 10 20 30 Zeit [d]Zeit [min]40

0,1 0,2 0,5 1 2 3 5 10 20 30 50 100 200 500 Zeit [h]4

Ultramid® B-Marken unverst.Ct = Wassergehalt

Ct = 2,5 % Ct = 7 % 20 °C

100 °C

90 °C 80 °C 60 °C 40 °C100 °C

80 °C 60 °C 40 °C 20 °C



Abb. 6: Konditionierzeit für Ultramid® B-Marken glasfaserverstärkt in Abhängigkeit von der Wanddicke und der Wasserbad-temperatur.

Wan

dstä

rke

[ mm

]

Spe

zifis

che

Obe

rflä

che

[ cm

2 / c

m3]

2

1,5

4

3

5

10

15

25

20

10

15

2

3

4

5

1,0

1,5

10 20 30 50 100 200 300 400 1 2 3 4 5 10 20 30 Zeit [d]Zeit [min]40

0,1 0,2 0,5 1 2 3 5 10 20 30 50 100 200 500 Zeit [h]4

Ultramid® B3EG6Ct = Wassergehalt 1,5 %

60 °C80 °C100 °C120 °C

Dampf feuchte Luft (rel. Feuchte > 80 %)

40 °C

20 °C



Abb. 7: Konditionierzeit für Ultramid® A-Marken unverstärkt in Abhängigkeit von der Wanddicke und der Wasserbadtemperatur.

Wan

dstä

rke

[ mm

]

Spe

zifis

che

Obe

rflä

che

[ cm

2 / c

m3

]

2

1,5

4

3

5

10

15

25

20

10

15

2

3

4

5

1,0

1,5

10 20 30 50 100 200 300 400 1 2 3 4 5 10 20 30 Zeit [d]Zeit [min]40

0,1 0,2 0,5 1 2 3 5 10 20 30 50 100 200 500 Zeit [h]4

Ultramid® A-Marken unverst.Ct = Wassergehalt

Ct = 2,5 % Ct = 7 %

100 °C

90 °C 80 °C

60 °C

40 °C

20 °C

100 °C

80 °C 60 °C 40 °C

Abb. 8: Konditionierzeit für Ultramid® A-Marken glasfaserverstärkt in Abhängigkeit von der Wanddicke und der Wasserbad-temperatur.

Wan

dstä

rke

[ mm

]

Spe

zifis

che

Obe

rflä

che

[ cm

2 / c

m3

] 2

1,5

4

3

5

10

15

25

20

10

15

2

3

4

5

1,0

1,5

10 20 30 50 100 200 300 400 1 2 3 4 5 10 20 30 Zeit [d]Zeit [min]40

0,1 0,2 0,5 1 2 3 5 10 20 30 50 100 200 500 Zeit [h]4

60 °C80 °C100 °C120 °C

Dampf feuchte Luft (rel. Feuchte > 80 %)

40 °C

20 °C

Ultramid® A3EG6Ct = Wassergehalt 1,5 %


Lagerung nach dem Konditionieren

Ultramid® Ct (%) Gleichgewichtsfeuchtigkeit im NK 23 / 50

Cs (%) Wassergehalt bei Sättigung DIN EN ISO 62

Diffusionszahl D · 108 (cm2/s) bei einer Wassertemperatur von

< 80 °C > 80 °C 20 °C 40 °C 60 °C 80 °C 100 °C 120 °C

B-Marken unverstärkt glas. (30 %)

3,0 2,1

8,5 bis 9 5,8

10 6

0,4 0,4

1,5 1,5

5,5 5,5

20 20

55 55

150 150

A-Marken unverstärkt glas. (30 %)

2,5 bis 2,8 1,7

7,5 bis 8 5

9 5,5

0,2 0,2

0,9 0,9

3,5 3,5

12 12

35 35

90 90

T-Marken unverstärkt glas. (30 %)

1,6 bis 2,0 0,6 bis 1,0

6,5 bis 7,5 4 bis 5

Tab. 2: Konditionierung von Platten aus Ultramid®. Bestimmung der Konditionierzeit in Wasser mit der Diffusionszahl D.

Lagerung nach dem Konditionieren

Wurde ein Ultramid®-Teil nach den vorgenannten Empfeh-lungen kondi tioniert, so enthält es zwar eine durch Wägen kontrollierbare Menge Feuchtigkeit, doch über die Verteilung dieser Feuchtigkeitsmenge über den Querschnitt des Teils ist damit noch nichts gesagt. Angestrebt wird eine gleichmä-ßige Feuchtekonzentration über den gesamten Quer schnitt. Diese wird sich jedoch nur bei Teilen mit Wanddicken kleiner als etwa 3 mm nach der Entnahme aus dem Konditionierbad schnell einstellen. Bei dickeren Teilen zeigt es sich, dass sich in der Oberflächenschicht ein wesentlich höherer Feuchtig-keitsgehalt einstellt und der Kern nahezu trocken bleibt. Lagert man solche Teile nach der Konditionierung an der Luft, so wird ein Teil des Wassers aus der nahezu wasser-gesättigten Oberflächenschicht wieder an die Luft abgege-ben, ein anderer Teil des Überschusses dringt weiter in den noch trockenen Kern ein. Versuche haben ergeben, dass bei dicken Teilen bis zu 50 % des durch Konditionierung aufge- nommenen Wassers wieder auswandern können. Es ist daher ratsam, Teile aus Ultramid® nach der Konditionierung feucht verpackt, zu lagern, z. B. in Beuteln aus PE. Eine geringfügige Abgabe von Wasser aus der gesättigten Ober-flächenschicht ist unbedenklich. Die Praxis hat gezeigt, dass ein Feuchtigkeitsgehalt von etwa 2,5 % bei Ultramid® A- und B-Marken in den meisten Fällen ausreicht; denn das ent-spricht etwa einem Gleichgewichtsgehalt bei 23 °C und einer relativen Feuchte von 40 % bis 50 %.

Ermittlung der Konditionierzeit

Mittels Diffusionsgesetz

Die Wasseraufnahme bei Ultramid®-Teilen folgt annäherungs- weise einem vereinfachten Diffusionsgesetz:

Dabei ist ct der Wassergehalt (%) zur Zeit t, cs der Wassergehalt (%) bei Sättigung, ct /cs der Sättigungsgrad, D die Diffusionszahl (cm 2 / s) und s die Walddicke (mm). Die Zahl 2,256 ist ein Faktor, der von der geometrischen Form (es handelt sich um Platten) abhängt.

Die Diffusionszahl ist vom Poyamid-Typ abhängig ( Tabelle 2) und erhöht sich mit der Temperatur besonders stark. Auf dieses Ansteigen ist die rasche Wasseraufnahme bei erhöhter Tempe-ratur zurückzuführen. Die für einen bestimmten Wassergehalt notwendige Konditionierzeit t nimmt, wie sich aus der Gleichung ergibt, mit dem Quadrat der Wanddicke zu. Erfordern z. B. 1,5 mm Wanddicke 18 h, so muss bei 3 mm die 4 fache Zeit, das heißt 72 h lang, gelagert werden, um bei gleichem Klima und Material den gleichen Wassergehalt zu erreichen.

Mittels Konditionierdiagrammen und Nomogramm

Aus Abb. 5 bis 8 können die Konditionierzeiten für Ultramid® A und B (PA 66, PA 6) in Abhängigkeit von der Wanddicke und der Temperatur bei dauernder Einwirkung von wässrigen Medien entnommen werden. Diese Diagramme sind für die Konditionie-rung bei Lagerung in Wasser in den meisten Fällen anwendbar. Darüber hinaus kann das Konditioniernomogramm (Abb. 9) ange-wendet werden. Es ist besonders nützlich in den Fällen, in denen die Diagramme zur Ermittlung der Konditionierzeit nicht mehr ausreichen.

Beispiel: Ein Spritzgussteil aus Ultramid® A3K, mittlere Wanddicke s = 10 mm, soll in Wasser von 90 °C auf einen Wassergehalt von ct –~ 2,3 % konditioniert werden. Gesucht ist die erforderliche Konditionierzeit. Lösung: Im Bild 9a wird die Wasserbadtemperatur ( 90 °C ) mit der Wanddicke (10 mm ) verbunden. Der Schnittpunkt dieser Geraden mit der Leitlinie ist der Punkt P. Ausgehend von dem gewünsch-ten Feuchtigkeitsgehalt (2,3 % – linkes Raster) wird eine Gerade durch den Punkt P gezogen. Der Schnittpunkt dieser Geraden mit der Zeitachse ergibt die gewünschte Konditionierzeit (20 h).

t = ––– · ––––––– · s2 · — Ct

2 1 1

Cs2 2,2562 D


Ermittlung der Konditionierzeit

Gebrauch des Nomogrammes: 1. Wasserbadtemperatur mit Wanddicke verbinden Punkt P (= Schnittpunkt mit der Leitlinie) 2. Gewünschten Feuchtigkeitsgehalt mit P verbinden Konditionierzeit

Abb. 9a: Nomogramm zur Ermittlung der Wasseraufnahme von Ultramid® A nach dem Diffusionsgesetz. (Das Beispiel gemäß S. 9 ist eingezeichnet.)

50 d40 d

15 mm

10 mm9 mm

6 mm

5 mm

4 mm

3 mm

2,5 mm

2 mm

1,5 mm

1 mm

0,5 mm

P

20 d

10 d

5 d4 d3 d

2 d

1 d20 h

10 h

5 h4 h3 h

2 h

1 h0,75 h0,5 h

0,25 h

0,1 h

30 d

8 mm

100 °C

80 °C

60 °C

40 °C

20 °C

Wasserbadtemperatur Leitlinie Wanddicke Zeitgewünschter Feuchtigkeitsgehalt

unverstärkt glasfaser- verstärkt 30 %

7 mm

4 %

3 %

2,5 %

2 %

1,5 %

1 %

0,5 %

1 %

2 %

2,5 %

1,5 %

Ultramid® A-Marken

Abb. 9b: Nomogramm zur Ermittlung der Wasseraufnahme von Ultramid® B nach dem Diffusionsgesetz.

50 d40 d

15 mm

10 mm9 mm

6 mm

5 mm

4 mm

3 mm

2,5 mm

2 mm

1,5 mm

1 mm

0,5 mm

20 d

10 d

5 d4 d3 d

2 d

1 d20 h

10 h

5 h4 h3 h

2 h

1 h0,75 h0,5 h

0,25 h

0,1 h

30 d

8 mm

100 °C

80 °C

60 °C

40 °C

20 °C

Wasserbadtemperatur Leitlinie Wanddicke Zeitgewünschter Feuchtigkeitsgehalt

unverstärkt glasfaser- verstärkt 30 %

7 mm

4 %

3 %

2,5 %

2 %

1,5 %

1 %

0,5 %

1 %

2 %

2,5 %

1,5 %

Ultramid® B-Marken


Das Verhalten konditionierter Fertigteile bei normalen jahreszeitlichen Klimaschwankungen

Da die Wanderungsgeschwindigkeit des Wassers in Poly-amid mit sinkender Temperatur stark abnimmt und deshalb das einmal absorbierte Wasser bei tiefen Temperaturen trotz geringer Luftfeuchtigkeit nur sehr langsam abgegeben wird, bleibt die Zähigkeit von Ultramid®-Teilen auch bei der Außenanwendung im kalten Klima erhalten. Die weichma-chende Wirkung des Wassers im Polyamid, die eine Erhö-hung der Schlagzähigkeit zur Folge hat, bleibt also auch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt bestehen. Es trifft nicht zu, wie oft irrtümlich angenommen wird, dass das absorbierte Wasser im Polyamid „gefriert“ und dadurch die Teile spröde macht.

Maßänderung durch Feuchtigkeitsaufnahme

Bei der Konstruktion eines Fertigteils ist zu berücksichtigen, dass sich die Längenmaße je nach Feuchtigkeitsaufnahme ändern. Allerdings sind diese Änderungen bei den verstärk-ten Marken erheblich geringer als bei den unverstärkten; im Mittel betragen sie bei den nicht verstärkten Marken etwa ¼ der Gewichtszunahme in Prozent, das heißt, bei einer Wasser- aufnahme von 2 Gew.-% beträgt die Längenzunahme etwa 0,5 %. Bei den verstärkten Marken ist die Längenzunahme von der Faserorientierung abhängig. In Faserrichtung ist die Längen zunahme nur noch etwa ¼ der Längenzunahme bei den unverstärkten Marken.

Das Verhalten konditionierter Fertigteile bei normalen jahreszeitlichen Klimaschwankungen

So langsam bei der Lagerung trockener Teile an der Luft Feuchtigkeit in sie eindringt, so langsam geben konditionierte Teile bei veränderten Klimaverhältnissen ihre Feuchtigkeit wieder ab. Das führt dazu, dass sich bei Schwankungen der Luftfeuchtigkeit der Feuchtigkeitsgehalt im Teil nur unwe-sentlich und mit beträchtlicher Verzögerung ändert.

Da mit dieser geringen Feuchtigkeitsschwankung eine noch um den Faktor 3 geringere lineare Maßänderung verbunden ist, sind Klima schwankungen in der Praxis meist vernachläs-sigbar.

Verhalten bei tiefen Temperaturen

Auch bei tiefen Temperaturen und der dabei bestehenden geringen absoluten Luftfeuchtigkeit neigen Teile aus Ultramid® nicht zum Austrocknen und zum Verspröden, denn je tiefer die Temperatur, desto geringer wird die Feuchtigkeitsabgabe-geschwindigkeit. Versuche in dieser Richtung ergaben die folgenden Werte:

Ultramid® unverstärkt A B

Anfangswert 2,7 3,0

bei 20 °C nach 30 d Trockenlagerung

1,7 1,9

bei -25 °C nach 30 d Trockenlagerung

2,4 2,3

Tab. 3: Feuchtigkeitsgehalte (%) bei Ultramid®-Teilen mit 1 mm Wanddicke


Mögliche Auswirkungen beim Konditionieren und deren Vermeidung

Mögliche Auswirkungen beim Konditionieren und deren Vermeidung

Korrosionsinhibierung bei Spritzgussartikeln mit

eingelegten Stahlteilen

Beim Konditionieren von Spritzgussteilen mit eingelegten Stahlteilen ist im Normalfall mit einer Korrosion des Metalls zu rechnen. Die Korro sion kann beim Konditionieren mit heißem Wasser oder mit Dampf durch Zusätze, z. B. durch bestimmte basische Stoffe, wie 0,2 % bis 0,5 % Hexamethy-lentetramin, verhindert werden. Eine Schädigung von Ultramid® ist dabei nicht zu befürchten.

Verfärbungen

Wie bei jeder Wärmebehandlung kann es auch beim Kondi-tionieren, besonders bei Teilen mit hellen Einfärbungen, zu einer störenden Verfärbung kommen. Ihre Intensität – im all-gemeinen handelt es sich um einen Gelbstich – ist abhängig von der Temperatur-Zeit-Beanspruchung und von den Ver-arbeitungsbedingungen. Thermooxidativ geschädigtes oder regenerathaltiges Material neigt besonders zur Verfärbung beim Konditionieren, wobei eingeschleppte Eisenspuren, z. B. durch Messerabrieb beim Mahlen von Abfällen, farb-verstärkend wirken. Ultramid® A kann sich unter bestimmten Bedingungen auch rosa verfärben.

Setzt man dem Bad – wobei das Wasser die Qualität von Trinkwasser haben und weitgehend frei von Schwermetall-spuren sein sollte – 0,2 % bis 1 % Natriumbisulfit zu, eine im Fachhandel leicht erhältliche, für Ultramid® unschädliche und in der Handhabung einfache Verbindung, können Ver färbungen völlig verhindert werden. Mit Natriumbisulfit lassen sich verfärbte Teile auch wieder entfärben, wozu im allgemeinen eine bis dreitägige Lagerung in einem etwa 80 °C heißen Bad erforderlich ist.

Zu beachten ist ein schwacher Geruch der natriumbisulfit-haltigen Lösungen nach schwefliger Säure, wie er auch z. B. beim Schwefeln von Weinfässern auftritt. Außerdem sollte die Beständigkeit der Gefäße gegen diese Lösungen überprüft werden.

Vermeiden von weißen Niederschlägen beim

Konditionieren von Ultramid® B Teilen

Ultramid® B enthält geringe Mengen niedermolekularer Anteile. Bei Lagerung in heißem Wasser können diese Anteile an die Oberfläche der Ultramid®-Teile wandern und dort gele-gentlich weiße Flecken bilden. Diese Niederschläge sind in wasserhaltigen Alkoholen gut löslich und können daher z. B. mit Spiritus oder Isopropanol leicht entfernt werden. Wenn eine nachträgliche Reinigung mit Alkohol nicht in Betracht kommt, sollte man, um einen Niederschlag von vornherein zu vermeiden, statt in heißem Wasser in mäßig warmem Feuchtklima konditionieren (Temperatur < 60 °C).

„Wasserflecken“ durch niedergeschlagene Carbonathärte können bei übermäßig hartem Wasser und hoher Tempe-ratur auftreten. Sie sind gegebenenfalls durch Temperatur-herabsetzung oder durch Enthärtung nach den bekannten Verfahren vermeidbar.

Auswirkungen fehlerhafter Verarbeitung beim Konditionieren

Ebene Flächen verziehen sich häufig z. B. an Gehäusen. Dies tritt beim Lagern in Wasser und im Feuchtklima schon bei mäßiger Temperatur auf, da sich bei der Erweichung durch die Feuchtigkeitsaufnahme eventuell vorhandene Eigenspannungen des Teils lösen. Dieser Schwierigkeit kann teilweise durch sorgfältige Konstruktion, durch die Gestaltung des Angusses sowie der Wahl der richtigen Werkzeugoberflächentemperatur begegnet werden. Vielfach kann ein Verzug dadurch vermieden werden, dass man bei Raumtemperatur oder in mäßiger Wärme auf einen geringen Wassergehalt, z. B. auf 1 % bis 1,5 %, konditioniert. Glas-faserverstärkte Produkte neigen stärker zum Verziehen als Teile aus ungefüllten Marken.

Bei Teilen mit schlecht verschweißten Fließnähten können sich beim Konditionieren Risse bilden. Diese Gefahr besteht bei allen Teilen, die bei zu niedriger Masse- und Werkzeug-oberflächentemperatur gefertigt wurden. Wenn dieser Effekt auftritt, empfiehlt sich eine polarisationsmikroskopische Gefügeuntersuchung, durch die sich der Erfolg der verarbei-tungstechnischen Maßnahmen leicht überprüfen lässt.


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