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2025-03-10T17:12:20Z

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[[Datei:Polyphthalamid.svg|250px|mini|Repetierende Einheit von Polyphthalamid]]

'''Polyphthalamide''' ('''PPA''', Partiell aromatische Polyamide, teilaromatische Polyamide) sind halb kristalline [[Aromaten|aromatische]] [[Polyamide]] (PA), bei denen sich Benzoldicarbonsäurediamid-Gruppen mit [[aliphat]]ischen Resten (-R-) abwechseln. Sie gehören zur Klasse der [[Thermoplaste]] und unterscheiden sich in ihren Eigenschaften von den rein aliphatischen und [[Aramide|aromatischen Polyamiden]] (Aramide).<ref name="PlasticsEurope" />

== Struktur ==
Als [[Monomer]]e zur Herstellung von Polyphthalamiden dienen α,ω-[[Diamin]]e unterschiedlicher Kettenlänge und die Benzoldicarbonsäuren [[Terephthalsäure]] oder [[Isophthalsäure]]. Unter Abspaltung von Wasser [[Polykondensation|polykondensieren]] diese Monomere zu dem [[Polymer]].
Die [[Molekülmasse]] von PPAs, die durch Direktkondensation hergestellt wurden, liegt im Bereich zwischen 12.000 and 16.000 kg/kmol.

Die Zahlenangabe nach der Bezeichnung PA bezieht sich auf die Anzahl Kohlenstoffatome im Monomer. Einige Monomere werden mit einem Buchstaben abgekürzt. So steht z. B. T für Terephthalsäure und I für Isophthalsäure. PA 6T homopolymer auf Basis von [[Hexamethylendiamin]] und Terephthalsäure schmilzt bei 371 °C. Um den Schmelzpunkt zu senken, verwendet man längere Diamine mit 9 bis 12 [[Methylengruppe]]n oder Copolymerisate. Eine mehrstellige Zahl weist darauf hin, dass zur Herstellung mehrere Monomere verwendet werden. PA 6T/6I ist demnach ein Copolyamid, das aus mehreren polyamidbildenden Monomeren, namentlich Hexamethyldiamin, Terephthal- und Isophthalsäure hergestellt wird.<ref name="PA 6T-6" /><ref name="PPA Strukturen" />

Polyphthalamid 6T/66 ist ein [[Copolymer]] aus dem Polyphthalamid 6T und dem Polyamid 66. Darin enthält PA 66 sechs Methylengruppen zwischen den Aminen und das Säuresegment besteht aus [[Carbonylgruppe]]-vier Methylengruppen-Carbonylgruppe<ref name="PPA Strukturen" />
Wird als Amin anstelle eines aliphatischen Amins [[2-Methylpentan-1,5-diamin]] eingesetzt, wird das PPA mit D gekennzeichnet. z. B. PA6TDT ist ein Copolymerisat aus dem ersten Segment Hexamethylendiamin–Terephthalsäure und dem zweiten Segment 2-Methylpentanediamin–Terephthalsäure<ref name="PPA Strukturen" />
Copolymere aus Polyphthalamide und [[Polytetrafluorethylen|PTFE]] werden auch als unverstärkte und verstärkte Copolymere angeboten.<ref name="RTP" />

== Verstärkte Polyphthalamide ==
Glasfaserverstärkte Polyphthalamide zeichnen sich durch hohe mechanische Festigkeit, Härte, Steifigkeit, Wärmeformbeständigkeit und Beständigkeit gegen heiße Schmierstoffe und heißes Wasser aus. Daraus hergestellte Teile sind besonders maßkonstant und weisen eine hohe Zeitstandfestigkeit und hohe Wärmeformbeständigkeit (bis 280 °C) auf.<ref name="Akro-Plastic" /><ref name="BASF" /> PA6T/6I auf Basis von Hexamethyldiamin und Terephthalsäure und Isophthalsäure wird fast ausschließlich mit Glasfaser (GF) verstärkt angeboten.<ref name="PA 6T-6" /><ref name="RTP" /> Weitere PPAs nutzen als Verstärkungen vermahlenes Glas, [[Kohlenstofffaser]]n oder [[Aramide]]-Fasern.<ref name="RTP" />

== Biobasierte Polyphthalamide ==
Die Firmen [[Arkema]], [[Evonik]], [[Ems-Chemie| Ems-Grivory]], Ter Plastics und [[Unitika]] bieten biobasierte PPAs auf Basis nachwachsender Rohstoffe an.<ref name="Arkema" /><ref name="Evonik" /><ref name="Terplastics" /><ref name="Unitika" /><ref name="Terhellplastic" />

== Eigenschaften ==
Die Datenblätter der Herstellerfirmen liefern detaillierte Auskunft über die Produktcharakterisierungen.<ref name="RTP" /><ref name="Akro-Plastic" /><ref name="BASF" /><ref name="Arkema" /><ref name="Evonik" /><ref name="Terplastics" /><ref name="Unitika" /><ref name="Terhellplastic" /><ref name="Daikin" /><ref name="DSM" /><ref name="DuPont" /><ref name="Ems-Grivory" /><ref name="Evonik-elektronik" /><ref name="Kuraray" /><ref name="Mitsui chemicals" /><ref name="Solvay" />

In ihnen werden auch Eigenschaften der Polyphthalamide mit denen anderer Kunststoffe wie z. B. [[Polycaprolactam]] (PA6), [[Polyamide|Polyamid 66]] (PA66), [[Polybutylenterephthalat]] (PBT), syndiotaktisches [[Polystyrol]] (sPS), [[Polyphenylensulfid]] (PPS) verglichen.<ref name="Unitika" />

=== Thermische Eigenschaften ===
Polyphthalamid ist wegen seiner teilaromatischen Struktur ein [[teilkristallin]]er [[Werkstoff]] mit hohem [[Schmelzpunkt]] und hoher [[Glasübergangstemperatur]] bis über 150 °C. Die Glasübergangstemperatur steigt mit dem Terephthalsäuregehalt.<ref name="PlasticsEurope" /><ref name="Unitika" /> Polyphthalamide besitzen eine hohe [[Wärmeformbeständigkeit]] von mehr als 280 °C.<ref name="Evonik" />

=== Mechanische Eigenschaften ===
Der hochsteife Werkstoff besitzt eine hohe [[Zugfestigkeit]] und [[Steifigkeit]]. Der [[Elastizitätsmodul]] (E-Modul) von glasfaserverstärkten PPAs kann bis zu 20.000 MPa betragen.<ref name="Akro-Plastic" />
Die [[Kerbschlagzähigkeit]] liegt höher als bei vergleichbaren Kunststoffen. Die konstanten mechanischen Eigenschaften mit [[Dimensionsstabilität]], nur geringem Verzug und hoher [[Kriechen (Werkstoffe)|Kriechfestigkeit]] ermöglichen Einsatzgebiete über einen breiten Anwendungsbereich.

Die flexiblen, chemisch und thermisch resistenten PPA-Leitungen oder -schläuche aus Rilsan HT der Firma Arkema können [[Aluminium]] in Hochtemperatur-[[Vakuum]]systemen ersetzen.<ref name="Arkema" />

Die Firma Ter Hell Plastic hat einen speziell für Leichtbau-Anwendungen konzipierten Polyphthalamid ''TEREZ® PPA LW F40 ECO'' auf Basis von Rizinusöl entwickelt.<ref name="Terhellplastic" />

=== Verschleißfestigkeit ===
Wegen seines geringen [[Reibungskoeffizient]]en und geringen [[Abrieb]]koeffizienten kann es bei selbstschmierenden Lagern und Getrieben eingesetzt werden. Unverstärktes XecoT der Firma Unitika weist einen Abriebkoeffizienten von 10 mm³/(km·kN) auf. Das mit 30 % Glasfaser verstärkte XecoT hat einen Wert von 30 mm³/(km·kN).<ref name="Unitika" />

=== Feuchtigkeitsabsorption ===
Die Feuchtigkeitsaufnahme beträgt lediglich 0,1–0,3 %. Sie ist geringer als bei anderen Polyamiden. Veränderungen der physikalischen Eigenschaften durch Wasserabsorption wird selten beobachtet. Das Verformen durch Wasserabsorption ist stark reduziert.<ref name="Unitika" />

=== Chemische Eigenschaften ===
Polyphthalamide weisen eine höhere Chemikalienbeständigkeit auch gegen aggressive Chemikalien als Standard-Polyamide auf.
Sie sind Medienbeständig gegen: [[Biodiesel]]-Treibstoff, [[Bremsflüssigkeit]], [[Synthetisches Öl|Synthetisches Motoröl]], Transmissionsflüssigkeit, Transformatoröl, [[Glycole]], [[Schwefelsäure]], [[Auftausalz|Streusalz]], [[Zinkchlorid]], [[Calciumchlorid]].<ref name="Akro-Plastic" /><ref name="Solvay" />

Trinkwasserrohre aus Vestamid HTplus sind für den direkten Kontakt mit Trinkwasser und Nahrungsmitteln zugelassen. In der Medizintechnik finden PPAs als [[Katheter]] Anwendung.<ref name="Evonik" />

PPA können wegen der hohen Korrosionsbeständigkeit auch Lötstellen abdecken.

PPAs haften direkt an einer Vielzahl von [[Elastomer]]en ohne Haftvermittler z. B. Kunststoff-Kautschuk-Verbund.

PPAs sind für die Herstellung von widerstandsfähigen Fasern geeignet. Aus VESTAMID® HTplus F2001 der Fa. Evonik können Filamente gezogen werden, wie z. B. für beanspruchte Borsten von Zahnbürsten. Da es auch dauerhaft hohe Temperaturen problemlos übersteht, eignet es sich beispielsweise für Haarbürsten beim Styling.<ref name="Evonik" />

=== Elektrische Eigenschaften ===
Polyphthalamide besitzen guten Isoliereigenschaften. Die Produkte zeichnen sich durch eine hohe Kriechstromfestigkeit aus, die durch den Feuchtigkeitsgehalt des Materials nur wenig beeinträchtigt wird. Der spezifische Durchgangswiderstand und der Oberflächenwiderstand sind sehr hoch.<ref name="BASF" /><ref name="Solvay" />

Neuere PPAs der Firma RTP (RTP 4099 Serie) sind wärmeleitend und elektrische Isolatoren (<math>1 \, \mathrm{\tfrac{W}{mK}}</math> und <math>> 1 \cdot 10^{12} \,\mathrm{\tfrac{\Omega}{m^2}}</math>) oder alternativ wärmeleitend und elektrisch leitend (<math>20\,\mathrm{\tfrac{W}{mK}}</math> und <math>< 1 \cdot 10^{4}\,\mathrm{\tfrac{\Omega}{m^2}}</math>).<ref name="RTP" />

== Anwendungen ==
Polyphthalamid-basierte Kunststoffe ersetzen Metalle in Bereichen, in denen hohe Hitzebeständigkeit bei gleichzeitiger hoher mechanischer Stabilität erforderlich ist.<ref name="PlasticsEurope" />
PPA ist für den Einsatz in klassischen Metallanwendungen wie Gasleitungen, Versorgungsleitungen, Pumpen oder Filtersystemen geeignet.

Bei der [[Automobilfertigung]] finden PPAs Anwendung in Treibstoff- und Kühlleitungen, Brennstoffdosiersystemen, Ventilen, Wasserkühlern, Leitungsverbindern, Kühlpumpenlaufrädern, Pumpen-Dichtungsringen, Luftkühlern, Schutzrohren für elektrische Kabel und Sockel für [[LED-Scheinwerfer]].<ref name="Evonik" />

Wegen ihrer guten Gleiteigenschaften werden Polyphthalamide als Prozesshilfen bei der Verarbeitung von Polyolefinharzen eingesetzt z. B. durch Coaten von Innenseiten von Düsen und Extrudern zur Reduzierung der Haftung und zur Reduzierung der Reinigungszeiten bei Farbenwechsel.<ref name="Daikin" />
Polyphthalamide finden wegen ihrer geringen Feuchtigkeitsaufnahme Anwendung in Sanitäranlagen, z. B. als Gehäuse für Thermostate, Ventilkörper in Duscharmaturen.

Wegen ihrer geringen elektrischen Leitfähigkeit werden Polyphthalamide als elektrische Bauteile als Gehäuse für Verbinder, dreidimensionale Schaltungsträger, in Schaltern und als elektrische Isolatoren eingesetzt. Es wird im Sockel von LED-Autoscheinwerfern verwendet.

Da elektronische Bauteile aus VESTAMID® HTplus von Evonik mit der Flammschutzklasse V0 bei einer Wandstärke von 0,4 mm eingestuft sind, überstehen sie auch bleifreie Lötbäder mit sehr hohen Temperaturen ohne Probleme. Durch ihren hohen Schmelzpunkt ermöglichen sie [[Surface-mounted device|bleifreies]] [[Löten]] der Anschlussflächen direkt auf einer [[Leiterplatte]].<ref name="Evonik-elektronik" />

Ultramid 6T/6 von BASF auf Basis Hexamethylendiamin, Terephthalsäure, Caprolactam mit einem Schmelzpunkt von 295 °C hat Anwendungsgebiete als Elektrohaushaltsgeräte, Steckverbinder, Niederspannungsschaltgeräte sowie im Automobil- und Schienenfahrzeugbau.<ref name="BASF" />

Die unverstärkten und verstärkten PPA-Formmassen sind hitzebeständig und für den Einsatz im Innenraum von Flugzeugen, Zügen oder Schiffen geeignet.<ref name="Evonik-elektronik" />

PA9T Genestar der Firma Kuraray ist aus C9-Diamin und [[Terephthalsäure]] aufgebaut. Die PA9T-Faser eignet sich, wenn es um hohe Temperaturen und chemische Widerstandsfähigkeit geht. Die PA9T-Faser wird unter anderem als Kurzschnittfaser für Spezialpapiere in wieder aufladbaren Batterien verwendet.<ref name="Kuraray" />

== Lieferform und Verarbeitung ==
Das gelieferte [[Kunststoffgranulat|Granulat]] wird durch [[Spritzgießen]] in Formen gegossen. Die ausgehärteten PPAs lassen sich [[kleben]], [[Nietvorgang|nieten]], [[Schnappverbindung|schnappverbinden]], [[Schraube|verschrauben]] und [[Schweißen|verschweißen]]. Ihre Oberfläche lässt sich [[lack]]ieren. Mechanisch können sie durch [[Bohren]], [[Drehen (Verfahren)|Drehen]], [[Fräsen]], [[Hobeln]] und [[Sägen]] bearbeitet werden.<ref name="PA 6T-6" />

== Hersteller und Handelsnamen ==
{{Anker|Marken}}
Polyphthalamide werden von den [[Produktion|Herstellern]] unter ihren [[Handelsname]]n angeboten:
* Hersteller ''Akro-Plastic'' mit dem Handelsnamen ''Akromid T''<ref name="Akro-Plastic" />
* Hersteller ''Arkema'' mit dem Handelsnamen ''Rilsan HT''<ref name="Arkema" />
* Hersteller ''BASF'' mit dem Handelsnamen ''Ultramid T KR PA6T/6, Advanced N PA9T, Advanced T1000 PA6T/6I, Advanced T2000 PA6T/66''<ref name="BASF" />
* Hersteller ''Daikin'' mit den Handelsnamen ''DA-310St, DA-810X, DA-910''<ref name="Daikin" />
* Hersteller ''DSM'' mit dem Handelsnamen ''ForTii''<ref name="DSM" />
* Hersteller ''DuPont'' mit den Handelsnamen ''Zytel HTN 51, 52, 53, 54, 92''<ref name="DuPont" />
* Hersteller ''Ems-Grivory'' mit den Handelsnamen ''Grivory HT1:PA6T/6I, HT2:PA6T/66, HT3:PA10T/X''<ref name="Ems-Grivory" />
* Hersteller ''Evonik'' mit den Handelsnamen ''Vestamid HTplus''<ref name="Evonik" /><ref name="Evonik-elektronik" />
* Hersteller ''Kuraray'' mit dem Handelsnamen ''PA9T-Faser Genestar''<ref name="Kuraray" />
* Hersteller ''Lanxess'' mit dem Handelsnamen ''Durethan T40/T40SZ''<ref>{{Internetquelle |url=https://techcenter.lanxess.com/scp/emea/de/products/matselector/result.jsp?Durethan=15003-&Pocan=&ENFORCEMENT=&PRODUCTPROPERTY2=&PRODUCTPROPERTY= |titel=Produkt Suche |abruf=2019-06-25}}</ref>
* Hersteller [https://www.lati.com/de LATI] mit dem Handelsnamen LARAMID
* Hersteller ''Mitsui Chemicals'' mit dem Handelsnamen ''Arlen Modified Polyamid 6T''<ref name="Mitsui chemicals" />
* Hersteller ''Solvay'' mit den Handelsnamen ''Amodel-PPA''<ref name="Solvay" />
* Hersteller ''Ter Plastics'' mit den Handelsnamen ''Terez HT''<ref name="Terplastics" />
* Hersteller ''Ter Hell Plastic GmbH'' mit dem Handelsnamen ''TEREZ ® PPA LW F40 ECO''<ref name="Terhellplastic" />
* Hersteller ''Unitika'' mit dem Handelsnamen ''XecoT''<ref name="Unitika" />
* Compounder ''RTP'' mit den Handelsnamen der ''RTP 4000 Serie''<ref name="RTP" />
* Compounder ''Bada AG'' mit den Handelsnamen der ''Badamid PPA''<ref name="Bada" />

== Recycling und Wiedergewinnung ==
PPAs sind wie jeder andere Thermoplast theoretisch vollständig [[Recycling|recyclierbar]], entweder durch Umschmelzen oder als verkürztes Polymer nach der [[Depolymerisation]] oder durch Wärmegewinnung bei der Verbrennung.<ref Name="PlasticsEurope" />

== Literatur ==
* Cousin, Thibault, Jocelyne Galy, and Jerome Dupuy. ''Molecular Modelling of Polyphthalamides Thermal Properties: Comparison between Modelling and Experimental Results'' Elsevier 53.15 (2012): 3203-210. Web. 26 Nov. 2013. [[doi:10.1016/j.polymer.2012.05.051]]
* Desio, Glenn P. (1996), ''Characterization and properties of polyphthalamide/polyamide blends and polyphthalamide/polyamide/polyolefin blends''. [[Journal of Vinyl & Additive Technology|J Vinyl Addit Technol]], 2: 229–234. [[doi:10.1002/vnl.10131]]
* Domininghaus Hans (Autor), Elsner, Peter; Eyerer, Peter; Hirth, Thomas (Herausgeber). (2012), ''Kunststoffe: Eigenschaften und Anwendung'', Berlin, Heidelberg: Springer (Verlag) ISBN 978-3-642-16173-5
* Harper, Charles A (10. Juni 2002). ''Handbook of plastics, elastomers, and composites''. pp. 51–52. ISBN 978-0-07-138476-6.
* Hellerich Walter, Harsch Günther, Haenle Siegfried: ''Werkstoff-Führer Kunststoffe: Eigenschaften – Prüfungen – Kennwerte''. Carl Hanser Verlag, ISBN 3-446-21437-2 ([http://files.hanser.de/hanser/docs/20040401_2445154524-1340_3-446-21437-2.pdf PDF])

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="PlasticsEurope">
{{Webarchiv |url=http://www.plasticseurope.org/what-is-plastic/types-of-plastics-11148/engineering-plastics/ppa.aspx |text=Polyphthalamide, Kurzübersicht |wayback=20160426104153 |archiv-bot=}}
</ref>
<ref name="PA 6T-6">
[http://www.materialarchiv.ch/detail/95/Polyamid-6T-6I#/detail/95/polyamid-6t-6i Polyamid 6T-6I]
</ref>
<ref name="PPA Strukturen">{{Webarchiv |url=http://www2.dupont.com/Automotive/en_US/assets/downloads/knowledge%20center/HTN-whitepaper-R8.pdf |text=Strukturen von Polyphthalamiden |wayback=20080906180449 |archiv-bot=}}, Website nicht aufrufbar</ref>
<ref name="Akro-Plastic">
{{Webarchiv |url=http://akro-plastic.com/file/a3akromidtproduktprogrammdeutsch_1.pdf |text=''Akromid T'' der Firma Akro-Plastic |wayback=20131108045524 |archiv-bot=}}.
</ref>
<ref name="Arkema">
{{Webarchiv |url=http://www.arkema.com/en/products/product-finder/product-viewer/Rilsan-HT/ |text=''Rilsan HT'' der Firma Arkema |wayback=20160426104206 |archiv-bot=}}.
</ref>
<ref name="BASF">
[http://www.plasticsportal.net/wa/plasticsEU~de_DE/function/conversions:/publish/common/upload/engineering_plastics/Ultramid_brochure.pdf ''Ultramid'' der Firma BASF]
</ref>
<ref name="Bada">
[http://www.bada.de/de/Badamid-Produkte-20.html?pgs=14&produkt_gruppe=12&produkt_linie_name=Badamid&produkt_gruppe_name=Badamid+PPA ''Badamid'' der Firma Bada]
</ref>
<ref name="Daikin">
[https://www.daikin.com/chm/products/additive/additive_03.html ''Daikin PPA DA'' der Firma Daikin]
</ref>
<ref name="DSM">
[http://www.dsm.com/products/stanylfortii/en_US/product-info/properties.html ForTii der Firma DSM]
</ref>
<ref name="DuPont">
[http://www.dupont.com/products-and-services/plastics-polymers-resins/thermoplastics/products/zytel-htn.html ''Zytel HTN'' der Firma DuPont]
</ref>
<ref name="Evonik">
[http://www.vestamid.de/product/vestamid/de/produkte-dienstleistungen/vestamid-htplus/pages/default.aspx ''Vestamid HTplus'' der Firma Evonik]
</ref>
<ref name="Evonik-elektronik">
[http://www.vestamid.de/product/vestamid/de/maerkte/elektronik/bauelemente/pages/default.aspx ''Vestamid HTplus'' für Elektronik der Firma Evonik].
</ref>
<ref name="Ems-Grivory">
[http://www.emsgrivory.com/en/products-markets/products/grivory/grivory-ht/ ''Grivory HT'' der Firma Ems-Grivory]
</ref>
<ref name="Kuraray">
[http://www.kuraray.eu/produkte/sortiment/pa9t/ ''PA9T Faser Genestar'' der Firma Kuraray]
</ref>
<ref name="Mitsui chemicals">
[http://www.mitsuichemicals.com/arl.htm ''Arlen Modifiziertes Polyamid 6T'' der Firma Mitsui chemicals]
</ref>
<ref name="RTP">
[http://web.rtpcompany.com/info/data/4000/index.htm ''Glasfaserverstärkte PPA'' der Firma RTP Co.]
</ref>
<ref name="Solvay">
[http://www.solvay.com/en/markets-and-products/featured-products/amodel.html ''Amodel-PPA'' der Firma Solvay]
</ref>
<ref name="Terplastics">
{{Webarchiv |url=http://www.terplastics.com/de/produkte/produktion.php |text=''Terez HT'' der Firma Ter Plastics |wayback=20160426104212 |archiv-bot=}}
</ref>
<ref name="Terhellplastic">
[http://www.terplastics.com/de/presse/mitteilungen/bio-ppa-leicht-gemacht-neu-entwickelter-hochleistungskunststoff.php ''TEREZ® PPA LW F40 ECO'' der Firma Ter Hell Plastic auf Basis Rizinusöl]
</ref>
<ref name="Unitika">
[https://www.unitika.co.jp/plastics/e/xecot/index.html ''XecoT'' der Firma Unitika auf Basis nachwachsender Rohstoffe]
</ref>
</references>

[[Kategorie:Polymergruppe]]
[[Kategorie:Thermoplast]]
[[Kategorie:Benzamid| Polyphthalamide]]
[[Kategorie:Polyamid]]

Polyphthalamide - Versionsgeschichte

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