Entwicklung einer Technologie zur Herstellung und Prüfung reflexionsverminderter Folien unter Berücksichtigung nanoskaliger Strukturen
Projektleiter: Dipl.-Ing. (FH) Susann Olschak
Projektnummer: BMWi/ INNO-KOM-Ost, MF 100073
Laufzeit: 01.01.2011 – 31.12.2012
Aufgabenstellung
Die Wärmeleitfähigkeit von Bauteilen aus Gusspolyamid sollte entscheidend verbessert werden. Gusspolyamid besitzt mit einer intrinsischen Wärmeleitfähigkeit von 0,23 W/m*K eher isolierende thermische Eigenschaften.
Die Steigerung der Wärmeleitfähigkeit sollte durch Dispergierung von anorganischen hochwärmeleitfähigen Additiven in die Monomerschmelze und anschließende anionische Polymerisation gelingen.
Ergebnisse
Als Additive kamen Bornitrid verschiedener Korngrößen und Kohlenstoffasern oder Multiwall Nanotubes bzw. Mischungen derartiger Additive zum Einsatz. Es wurde hexagonales plättchenförmiges Bornitrid mit einer Wärmeleitfähigkeit von 300 W/m*K verwendet. Die Wärmeleitfähigkeit der Guss-Polyamid-Composites wurde sowohl in x-Richtung durch die Platte, als auch in y- bzw. z-Richtung sowie bei 20 °C als auch bei 50 °C und 80 °C gemessen.
Innerhalb der vorgestellten Entwicklungsarbeiten konnte die Wärmeleitfähigkeit von Guss-Polyamid deutlich angehoben werden und zwar z. B. durch Additivierung mit bis zu 20 % eines grobkörnigen Bornitrides oder durch Zugabe von bis zu 5 % einer Kohlenstofffaser auf bis zu 350% bzw. 1,15 – 1,4 W / m*K in x-Richtung bei 20 °C.
Anwendung
Die auf der Oberfläche von Bauteilen aus Gusspolyamid entstehende Wärme soll so in das Bauteilinnere abgeleitet werden. Die Erhöhung der Oberflächentemperatur geht somit langsamer von statten, der Spannungsrissbildung wird vorgebeugt und somit die Betriebsdauer mechanisch stark beanspruchter Bauteile erhöht, z.B. an der Welle einer Laufrolle für ein Aufzugseil (Einsparung externer Kühlmittel).
