EoW March 2010

technischer artikel

VA-Gehaltsgrad (–17°C gegenüber –28°C), und weil die Zusammensetzung der Levapren® 700HV basierenden Formulierung lediglich mit 15 phr Weichmacher durchgeführt wurde, statt 20 phr, die bei anderen Compounds benutzt werden. Messungen bei Niedrigtemperaturen für ein Compound, das mit 20 phr Weichmacher vorbereitet wurde, wurden in vorherigen Studien durchgeführt, wo die mechanischen Eigenschaften, wie z. B. Zugfestigkeit, ziemlich niedrig waren. Ein hoher Anteil an Weichmacher einzig im Compound mit EVM 70% VA-Gehalt hat eine negative Auswirkung auf das gesamte Profil der mechanischen Eigenschaften. ATH-Füllstoffen (Apyral ? mit BET= 12 und 20 m 2 /g) war in allen Compounds vorhanden und könnte zu guten mechanischen Eigenschaften beigetragen haben sowie zu den guten Sauerstoffgrenzwerten (LOI). Sauerstoffgrenzwerte für Compounds wurden entsprechend ASTM D 2863 ermittelt; alle Compounds zeigten höhere LOI-Werte als 34%. Ein auf Levapren 700 HV basiertes Compound zeigte einen außergewöhnlich hohen LOI-Wert von 46%; dies wird nachfolgend erklärt: EVM-Polymere mit hohem VA-Gehalt 1) (70%) und deren Synergie mit ATH-Füllstoffen Niedriger Anteil an Weichmachern und 2) höher Anteil an ATH ATH-Füllstoffe mit verschiedenen Teilchengrößen verbunden mit Zinkborat bieten eine sehr kompakte und stabile Verkohlung im Brandfall. 3.4 Flammwidrige Eigenschaften Die Kombination von

Wirkung der Weichmacher Die Kombination von 10 phr von Di-n-octyl Sebacat (DOS) und (Trio (2-Ethylhexyl) Trimellitat) TOTM-Weichmacher bietet die Kälteflexibilität, die für niedrige Temperaturen erforderlich ist. werden in der Regel für Anwendungen eingesetzt, wo die niedrige Volatilität von höchster Wichtigkeit ist. Diese Anwendungen schließen die Draht- und Kabelisolier- ung sowie die Isolierung der Fahrzeuginnenbereiche ein. TOTM weist einzigartige niedrige Migrationseigen- schaften sowie Extraktions- widerstandseigenschaften auf [11] . DOS ist ein hervorragender k a l t b e s t ä n d i g e r Weichmacher mit einer großen Auswirkung auf die Glasübergangstemperatur, aber mit einer höheren VolatilitätimVergleichzuTOTM. Beide Weichmacher eigenen sich für EVM-Copolymere, TOTM-Weichmacher

Bild 6 ▲ ▲ : Bruchdehnung von bei –40 °C und –50°C gemessener Kabelcompounds Bild 7 ▲ ▲ : Kaltbiegung, bei –40 °C und –50°C gemessen und Sprödigkeitspunkt Bruchdehnung [%] Températur [ºC] Sprödigkeitspunkt –40ºC Sprödigkeitspunkt –50ºC Eigenschaftsveränderung

es wichtig, Materialien mit einer niedrigen Glasübergangstemperatur einzusetzen, die die Beweglichkeit der Polymerketten bei niedrigeren Energieniveaus sichert. Die Beweglichkeit der Polymersegmente in einem weiten Betriebstemperaturbereich reduziert die Gefahr der Kristallisation und die Härtewirkung des Polymers. Dies kann bei festen Kabeln für Plattformen erwartet werden, die in Regionen mit rauen Umgebungen verlegt werden. Die Zugfestigkeit (Bruchdehnung) dieser Compounds wurden bei –40°C und –50°C gemessen, wie aus Bild 6 ersichtlich. Therban ® LT 2007 basiertes Compound zeigt zweifellos die beste Leistung bei –40°C und –50°C (höchste Bruchdehnung) gefolgt vom Compound basierend auf Therban ® LT 2007 und Levapren ® 500 HV (mit Geniosil ? XL 33 vorbereitet), eine Kombination von Weichmacher (TOTM und DOS) und eine Kombination verschiedener spezifischer Oberflächen (BET) Aluminium-Trihydroxide (Apyral ® 120E und SM 200). Wirkung der Haftvermittler Die hohe Reaktivität eines Alpha-Silan, wie z. B. Geniosil ® XL 33, könnte dazu beigetragen haben, den Grad der Wechselwirkung zwischen Polymer und Füllstoff verbessert zu haben und so ein gutes Gleichgewicht der mechanischen Eigenschaften und eine niedrigere Vernetzungsdichte. Alpha-Silane sind inhärent reaktiver als Standardsilane; das bedeutet, daß ein höheres Niveau an Hydrophobierung des ATH erfolgen könnte, selbst wenn der spezielle eingesetzte Oberflächenfüllstoff nicht hoch genug ist, um eine Hydrophobierung zu sichern.

Ethylcellulose und synthetischen Kautschuk und sind besonders für kaltbeständige Drähte und Kabel oder Kunstleder geeignet. Diese Niedertemperatureigenschaften werden durch die Molekularstruktur bestimmt. Kaltbiegung bei –40°C und –50°C und der Sprödigkeitspunkt wurde für alle entwickelten Compounds gemessen.

Bild 8 ▼ ▼ : Sauerstoffgrenzwert für entsprechend ASTM D 2863 entwickelte Compounds

Nur das mit Levapren® 700HV vorbereitete Compound erfüllte nicht die Kaltbiegung bei –40°C. Lediglich die Compounds basierend auf Therban® LT 2007 und auf Mischungen dieses Polymers mit Levapren® 500HV erfüllten die Biegung bei –40°C und –50°C, also Compounds, die sich für Installationen bei derartigen Niedrigtemperaturen eignen ( Bild 7 ). der HNBR-Klasse und die Weichmacher-Wirkung von DOS und TOTM ermöglichen die Produktion von Compounds mit diesem Flexibilitätsgrad. Die mit Levapren®700HVvorbereiteten Compounds wirkten nicht so gut bei Niedrigtemperaturen wie jene die mit Levapren® 500HV vorbereiteten wurden. Das hängt mit dem höheren T g des Materials des EVM 70% VA-Gehalt zusammen, im Vergleich zum EVM 50% Der niedrigeT g

Bild 9 ▼ ▼ : Prüfung der Heißluftalterung für 336 Stunden bei 135°C

TS-Veränderung [%] EB-Veränderung [%] Shorehärte A [%]

Eigenschaftsveränderung [%]

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EuroWire – März 2010