Warum wird PEEK, PPS und co. offenbar fast nur verstärkt verarbeitet?

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    • Warum wird PEEK, PPS und co. offenbar fast nur verstärkt verarbeitet?

      Auch bei Plasticker Rohstoffbörse, all diese "Hochleistungskunststoffe" wie PEEK, PEI, PPS... eigentlich nur in Glasfaservarianten. Warum nie unverstärkt? Wird das im Spritzguss nicht unverstärkt verarbeitet? Ich würde jetzt naiverweise sagen, dass es dass gerade die unverstärkten Varianten sein müssten die interessant sind, weil härter als alle anderen unverstärkten Thermoplaste. Aber mit Glasfaser, da kann man doch auch PA mit GLasfasr nehmen um volle Härte zu bekommen... Was ist also der Grund dahinter, dass diese Hochleistungskunststoffe offenbar fast nur verstärkt im Spritzguss verarbeitet werden?
    • Hi,
      unverstärkt wird bei diesen Kunststoffen meist unbezahlbar ;) ...schließlich ist das Polymer da meist das Teuerste.
      Für die Hersteller lohnt es sich noch mehr, da die Füllstoffe eine höhere Dichte haben und Material nach Gewicht verkauft wird. Bei einem gefüllten Material kann der Sack schonmal ein gutes Stück weniger Liter enthalten - und um dein Förmchen zu füllen brauchst du Volumen und keine Masse.

      Bei Plasticker sieht man jetzt aber auch nicht alles was der Markt zu bieten hat. Da gibt es doch eigentlich nur Reste soweit ich weiß?
      Bei PPS gibts zB von Celanese das Fortron unverstärkt.
    • Kunststoffstudi schrieb:

      Hi,
      unverstärkt wird bei diesen Kunststoffen meist unbezahlbar ;) ...schließlich ist das Polymer da meist das Teuerste.
      Für die Hersteller lohnt es sich noch mehr, da die Füllstoffe eine höhere Dichte haben und Material nach Gewicht verkauft wird. Bei einem gefüllten Material kann der Sack schonmal ein gutes Stück weniger Liter enthalten - und um dein Förmchen zu füllen brauchst du Volumen und keine Masse.

      Bei Plasticker sieht man jetzt aber auch nicht alles was der Markt zu bieten hat. Da gibt es doch eigentlich nur Reste soweit ich weiß?
      Bei PPS gibts zB von Celanese das Fortron unverstärkt.
      Ja für 750 Euro für 25 kg... Wahrscheinlich will der das auch lastwagenweise verkaufen... ^^
      Und mit Glasfaser dann 300 Euro statt 750?

      Find ich trotzdem irgendwie schräg. Bei nem Kunststoffteil von 10 gramm sind das 30 cent Materialkosten pro Stück. Mit Glasfaser dann 20 Cent? Aber völlig andere Materialeigenschaften... Wie gesagt, find ich jetzt irgendwie schräg. Aber vielleicht versteh ich das ja wenn jemand sagt was für Produkte oder Teile damit hergestellt werden.

      Ja, bei Plasticker sind wohl Restposten oder irgendwelche Sachen wo die Verkäufer dann ganz stolz sagen "Das sind bei uns durchlaufende Posten", was immer das heißen mag. Aber für mich zeigt das, dass vor allem verstärkte Sachen verarbeitet werden, denn sonst würden doch wohl auch mal andere Sachen als Restposten anfallen...
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    • @Kunststoffstudi
      Das ist in den allermeisten Fällen bei diesen Hochleistungskunststoffen nicht richtig: Glasfasern machen den Stoff nicht billiger, sondern eigentlich erst verarbeitbar. PPS ganz ohne additive Glasfasern oder Mineralien lässt sich praktisch gar nicht entformen. PPS ist entweder im aufgeschmolzenen Zustand fast dünn wie Wasser oder kalt dann spröde wie Glas. Eine Entformung von völlig unadditiviertem PPS funktioniert fast nicht und die Fertigteile sind praktisch nicht gebrauchbar. Deshalb braucht man zur brauchbaren Kristallisierung zumindest geringe Mengen an zugesetzten Mineralien. Der Gedanke, Glasfasern wären "ausschließlich Füllstoffe" ist daneben grundsätzlich falsch. bei allen Polymeren. Die Einarbeitung ist aufwändiger als man sich vorstellt und die Glasfasern erfüllen grundsätzlich mechanische Eigenschaften bei allen Polymeren. Ein Polymer ohne GF wäre viel einfacher und preiswerter herzustellen, wenn der Kunststoff von sich aus die vom Kunden gewünschten Eigenschaften erreichen könnte. Ansonsten bräuchte man den Glasfaser- oder Mineralgehalt gar nicht erst zu spezifizieren.
      PPS unverstärkt ist etwa so stabil wie Eis. Erst die GF macht mechanisch das aus dem PPS, was ihm die Vorteile bringt. Gut, es ist chemisch als Rohstoff schon sehr beständig gegen fast alle Chemikalien. Eine mechanische Verwertbarkeit erreicht man aber erst durch die Zugabe von belastbaren Glasfasern. Es gibt zwar sogenannte "unverstärkte" Einstellungen oder auch minimal mit Mineral additivierte Produkte. Dieses ist dann aber in der Regel dem Anwendungszweck geschuldet, z.B. bei Scheinwerferreflektoren. Glasfasern würden die Oberfläche matt werden lassen und damit die Reflektionseigenschaften einer spiegelblanken Oberfläche nicht erreichen können.
      Die thermische und chemische Beständigkeit, sowie der inhärente Flammschutz machen diese Produkte erst für die Anwendung und den Spritzguss interessant und machen diese Kunststoffe zu den "Hochleistungskunststoffen", die sie sind. Dazu kommt, dass die Herstellung der Rohkunststoffe sehr aufwändig ist. Aus Sicht der verwendeten Rohstoffe, als auch aus Sicht der dafür notwendigen Produktionsabläufe.
    • Ich hätt jetzt da einige Anmerkungen dazu aber beschränk mich mal auf die wichtigste Frage: Wenn unverstärkte Hochleistungskunststoffe so schwer im Spritzguss zu verarbeiten sind, ist es dann nicht möglich durch "nicht harte" Zusatzstoffe diese Verarbeitungseigenschsften zu verbessern? Bzw. das Material zu verschlechtern, denn das was du beschreibst, dass es schwer zu entformen geht scheint ja eher ein Vorteil dieses robusten Materials zu sein, der dann in dem Moment aber halt zum Nachteil wird.

      PPS als "Eis" zu bezeichnen, ok... Aber Glas ist auch spröde. Und das beides würde erklären warum PPS mit Glasfaser zwar sehr steiff ist, sich mit ner Feile aber raspeln lässt wie Porenbeton oder Sandstein... Also sehr (!) leicht. Und deswegen, ok Temperaturbeständigkeit toll, aber ich betrachte das ganze nur von den mechanischen und haptischen Aspekten bei Zimmertemperatur und wenn ich sehr dass es PA mit GF gibt und einem E Modul von ca. 30.000 ("Metallersatz") dann erschließt sich mir der mechanische Vorteil von PPS mit GF nicht sofort...

      Anders bei unverstärktem PEEK oder eben "Ultem" (PPS hab ich leider nie testen können unverstärkt). Das finde ich vom haptischen sehr interessant weil es halt härter ist als alle anderen Thermoplaste, aber nicht so spröde wie knallharter GFK, und irgenwie noch ein bischen Zähigkeit von unverstärkten Thermoplasten hat. Unverstärktes PEEK nutzt sich kaum ab, läsdt sich feilen aber nur mit viel Kraftaufwand. Und glatte Oberfläche möglich. Wie gesagt, wäre es nicht möglich irgendwelche "weichen" Zusatzstoffe bei PEEK zuzugeben die die Zähigkeit erhalten, es far nicht härter macht, sondern einfach leichter zu spritzgießen...?
    • @petersj
      Ich habe nur ganz grundsätzlich gemeint: Je teurer das Rohpolymer, desto mehr lohnt sich der Einsatz von günstigen Zusätzen. Ob damit jetzt explizit Füll- oder Verstärkungsstoff gemeint ist habe ich außer vor gestellt.
      Dass beim PPS die Verarbeitbarkeit derart von GF oder Mineral abhängt wusste ich nicht, vielen Dank für den Hinweis :thumbsup: Hat PPS so eine hohe Schwindung oder warum lässt es sich nicht entformen?
      Dass, wie du sagst, das Rohpolymer sehr aufwändig herzustellen ist würde ja meine These stützen. Rovings mit entsprechendem Sizing sind doch auf Dauer günstiger und die Anlagenkosten kommen bei dem Durchsatz doch wieder rein?

      Ich habe selber mal so ein Fortron unverstärkt bei einer Musterung verarbeitet, das war optisch & haptisch ähnlich PC/ABS, von der Steifigkeit her sogar geringer würde ich sagen (ist schon ein paar Jahre her)
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    • Ich habe mal unsere Schwindungsmessungen für PPS durchgesehen und dabei festgestellt, dass die Schwindung längs und quer i.d.R. deutlich <0,5% ist. Problem bei den Rohwaren ist, dass sie im Werkzeug kleben bleiben (Verbindung mit dem Werkzeug wird hergestellt) und dann beim Auswerfen zersplittern. Da hilft auch keine Entformungshilfe in Form diverser Beschichtungen oder Sprays etc. Ist die Rohware entsprechend additiviert ist die Entformung problemlos möglich.

      Ja, es gibt einige Produkte, die dabei keine "Füllstoffe" enthalten. Wir haben sogar ein Produkt, das "biegsam" ist und dabei nicht bricht. Solche Produkte werden für ganz spezielle Anwendungen kundenspezifisch entwickelt. Oft bleiben sie dann auch für diesen einen besonderen Kunden unter Verschluss.

      Auf Grund des aufwendigen Kompoundierprozesses mit mehreren Dosiereinrichtungen an unterschiedlichsten Prozessstellen, dem erhöhten Energiebedarf bei der Extrusion, dem eingebrachten Knowhow (Entwicklungsarbeit) und letzten Endes auch dem geschuldeten Prüfaufwand müssen die Preise natürlich entsprechend kalkuliert werden, damit die Kosten gedeckt werden können. Und: Angebot und Nachfrage sind ebenfalls zu berücksichtigen. Diese Hochleistungskunststoffe werden nicht in dem Umfang angeboten wie Massenkunststoffe wie PE,PP und PS.
    • Maltodextrino schrieb:

      , ist es dann nicht möglich durch "nicht harte" Zusatzstoffe diese Verarbeitungseigenschsften zu verbessern? Bzw. das Material zu verschlechtern, denn das was du beschreibst, dass es schwer zu entformen geht scheint ja eher ein Vorteil dieses robusten Materials zu sein, der dann in dem Moment aber halt zum Nachteil wird.

      PPS als "Eis" zu bezeichnen, ok... Aber Glas ist auch spröde.
      Die Eigenschaften des rohen Kunststoffes werden nicht "verschlechtert", sondern gezielt der gewünschten Anwendung entsprechend variiert.
      Die Bezeichnung "wie Eis" ist schon passend. Glas ist dagegen noch "elastisch" und stabil. Roh-PPS läst sich mit dem Finger abschnipsen, wenn man z.B. einen Stab im Querschnitt von 10x4mm in den Fingern hält. Bei nur 10% Glasfasern macht das dann schon "au".
      Nicht jedes Material ist für jede Anwendung geeignet. Man würde PPS nie für ein Abflussrohr verwenden, wenn nur heißes Wasser mit Seife vom Händewaschen durchfließt. Müssen aber sehr aggressive heiße Säuren durch das Plastikrohr eines normalen Abflusses fließen, sollte man gleich einen Eimer unter den Rohrbogen stellen. Dafür verwendet der entsprechende Betrieb dann z.B. Rohre aus speziell modifiziertem PPS, dass diese Problemstoffe dann zuverlässig ableiten kann, ohne nach 10L zu verschwinden.
      Ein kleines Pumpengehäuse aus Stahl oder Messing wiegt schnell mal 5kg. Mit dem entsprechend modifizierten Kunststoff kann die Form besser gefüllt werden und das Produkt wiegt bei gleicher Haltbarkeit nur einen Bruchteil. Das ist eben der Vorteil der Kunststoffe. Durch Modifikation dem Zweck entsprechend lassen sich viel Arbeit, Gewicht und Kosten sparen. Dass die Modifikation auch Geld kostet, rechnet sich aber wieder durch die Masse an Teilen die durch den Spritzguss in kurzer Zeit hergestellt und auch an die Kunden (Nutzer) verkauft werden können. Dabei gilt eigentlich: So gut wie nötig und so teuer wie nötig (Markt regelt die Preise). Dabei hat der Hersteller dann die Aufgabe, ein Material passend zu der Anwendung auszusuchen. Das kann schon mal sehr aufwändig werden. Ein Kaffeebecher aus PPS-GF-mit Foodcontakt-Freigabe ist dabei dann deutlich übers Ziel hinaus geschossen. Nice to have, braucht aber keiner wirklich.
      Deswegen: Wenn du ein PA66 mit GF zufriedenstellend für Plektren nutzen kannst, gehe nicht in die Richtung eines Hochleistungskunststoffes, denn wer wird schon 2-3.-€ für einen solchen "Schnipsel" ausgeben?
    • petersj schrieb:

      Deswegen: Wenn du ein PA66 mit GF zufriedenstellend für Plektren nutzen kannst, gehe nicht in die Richtung eines Hochleistungskunststoffes, denn wer wird schon 2-3.-€ für einen solchen "Schnipsel" ausgeben?
      7 Euro geben die Leute derzeit aus für angesagte handgemachte Acryl oder Holzplektren oder Plektren aus geheimnissumwitterten Duroplast Plektren.

      Ultem (PEI) ist derzeit das härteste Thermoplast für PLektren: amazon.de/Dunlop-Plektrum-Prim…rd-Plektren/dp/B01BO24ZBC

      3 Stück für 9 Euro. Wird massenhaft verkauft.

      Warum?

      Es wäre problemlos machbar die Standardformen die die Firmen seid Jahrzehnten herstellen mit PA + Glasfaser zu füllen und billige Plektren die so hart sind wie Metall zu kriegen. Warum dieser Aufwand mit (offenbar unverstärktem) Ultem oder Duroplast Sachen? Glasfaser verändert das Material total. Bei flexiblen Plektren merkst du es sofort, es bricht nämlich. Der Schritt von unverstärktem PBT zu PBT GF10% ist so wie der Schritt von... ja, von Wasser zu Eis. Wasser bricht nicht, Eis schon.

      Wenn ich höchtsensiblen Jazz Musikern handgemachte , 3mm dicke, Prototypen in die Hand gebe, eins aus unverstärktem PEEK, eins aus Glasfaserverstärktem Material, da spielt Bruch keine Rolle, keines von denen bricht, aber bei dem unverstärktem PEEK sagen die "geil", bei dem anderen... Klingt wie Metall, fühlt sich an wie Plastik, rauh... gefällt nicht wirklich. Deshalb: Ein masserngefertigtes Jazz Plektrum aus unverstärktem PEEK (oder PAI?) hat seinen Markt. Auch wenn es 3 Euro das Stück kostet. Aber es macht mir keiner...

      Sorry ich wills nicht zu weit treiben, aber Glasfaser ist für mich "Härte für Dummies". Mit Glasfaser bekommst du auch ne Schuhsohle hart, ja... Aber wie gesagt, warum ist der letzte Schrei bei massengefertigten Plektren Ultem (PEI)? Warum nehmen die nicht einfach ein POM mit Glasfaser um es ähnlich hart zu machen? Und warum fertigt man Legosteine aus unverstärktem ABS und nicht aus glasfaserverstärktem TPU, obwohl es exakt die gleiche "Härte" (gleiches E-Modul laut Datenblatt) hätte? Naja, wie gesagt, hatte mich schon so drauf gefreut...
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    • Diese Hochleistungskunststoffe werden meistens nur für ganz besondere Artikel verwendet, von denen besondere Eigenschaften gefordert werden. Der Bau der Werkzeuge erfordert häufig ebenfalls besondere Kenntnisse der Polymere und wird daher auch nicht gerne von jedem Werkzeugbauer übernommen. Dann kommen oft sehr hohe Werkzeugtemperaturen zum Einsatz : größer 160 bis 200°C plus. Das muss beim Werkzeugbau und bei der Wahl der Temperierung bedacht werden. Ein Temperiergerät kostet dann schon gerne mal 6-8000€ oder mehr. Dann ist da die Verarbeitungstemperatur: Selten denkt man bei der Bestellung eine Standardmaschine daran, einen Temperaturbereich über 350°C zu bestellen. Und wenn, dann fragt sich der Besteller, ob das für die vorgesehene Verarbeitung von PE notwendig ist. Erst ein Jahr später kommt jemand auf die Idee, PEEK o.Ä. verarbeiten zu wollen. Und dann geht das natürlich nicht so ohne weiteres. Dann folgt noch die fehlende Erfahrung und auch die "ANGST" vor solchen Materialien. Und der Preiseinfluss ist auch nicht unerheblich.