M!anyagok alkalmazása
A Ticona m!szaki m!anyagai a fenntartható technológiák szolgálatában* Ciliberti, Maria** európai kerekedelmi igazgató, Petzel, Thomas** m"szaki m"anyag üzletág igazgatója
1. A Ticona b!víti az LFT, POM és LCP termékcsaládot – új nagyteljesítmény" polimerek A TICONA a nagyteljesítmény! polimerek továbbfejlesztésével új piaci lehet"ségeket nyit meg vev"inek. A Vectra LCP TREX típussal egy extrudálásra alkalmas, folyadékkristályos polimert kínál. Az innovatív POM Hostaform XT 20 egyedülálló tulajdonság kombinációja révén új alkalmazásokat tesz lehet"vé. Kifejlesztettek egy fúvásra alkalmas változatot is. Ezenkívül saját gyártmányú globális LCP- és LFT termékválasztékot építettek fel. A TICONA Vectra TREX polimerje a konyha- és az élelmiszeripar számára b!víti az ajánlatot. Ezzel els! ízben áll rendelkezésre egy extruziós típusú, folyadékkristályos polimer, mely különösen nagyméret", mélyhúzott edények vagy formák gyártására alkalmas (1. ábra). Legfeljebb 280°C-os h!mérsékletig problémamentesen alkalmazható f!zésre és sütésre. Ellenáll a mélyh"tésnél vagy az élelmiszerek gyorsfagyasztásánál uralkodó nagyon alacsony h!mérsékleteknek is, és a mikrohullámú süt!ben is használható. A tervez!knek ez az élelmiszerbarát m"anyag nagy szín- és formagazdagságot tesz lehet!vé. A Vectra-ból készült termékek a fémekkel szemben nem tapadnak, könnyen tisztíthatók, gyorsan felmelegíthet!k és leh"thet!k, zajtalanok és csekély a súlyuk. Az ásványi anyaggal töltött TREX 541 típus lemezek és mélyhúzott fóliák, valamint az üreges testek gyártásához jön szóba. Fóliákhoz és szálakhoz a töltetlen TREX 901 típus ajánlott.
1. ábra. Vákuumformázott süt"forma extrudálásra alkalmas Vectra TREX folyadékkristályos polimerb"l
1.1. Ütésálló módosított POM A legújabb ütésálló POM, a Hostaform XT 20 az utoljára bevezetett Hostaform S9362, 9363 és 9363 továbbfejlesztése. Kiegészíti a meglév! portfóliót, és az eddig ütésálló módosított PA66-nak fenntartott területekre is benyomul. Az ütésállóságban és a hegesztési varrat integritásban új lehet!ségeket teremt más ütésálló módosított POM típusokkal összehasonlítva. Az újgenerációs TICONA „S” polimerek – típustól függ!en – lényeges ütésállóság javulást (Hostaform S9364 és Hostaform XT20) vagy jelent!s gyártási hatékonyság növekedést (Hostaform S9362 és 9363) jelentenek más ütésálló módosított poliacetálokhoz képest. Ehhez járulnak a kedvez!bb csúszási/súrlódási tulajdonságok és a javított vegyszerállóság, pl. üzemanyagokkal szemben. Az új generáció minden polimerjének együttesen négyszer nagyobb a hegesztési varrat integritása az összehasonlítás alapját képez! ütésálló módosított POM típusokkal szemben. 1.2. Fúvóformázható és ütésálló Hostaform Az új fúvóformázható Hostaform típusok vegyszerállók üzemanyagokkal szemben, kiváló a záróképességük és nagy a szilárdságuk. Az ömledékreológia illesztésével lehet!vé váltak olyan alkalmazások, melyek eddig a POM számára elérhetetlenek voltak. Az új Hostaform BM10 mellett további kiváló hidegállóságú típusok állnak rendelkezésre. A Hostaformon kívül más TICONA polimerek is feldolgozhatók fúvóformázással, illetve üreges testek vagy bonyolult alkatrészek készíthet!k bel!lük. Ide tartoznak az üzemanyag tankok, vegyszervagy gyógyszerálló tartályok, valamint a f"t!-, leveg!ztet!-, klíma- vagy h"t!berendezések cs!vezetékei. 1.3. A nagyszilárdságú Hostaform összekapcsolja a homo- és kopolimerek el!nyeit Egy egészen új POM generációt jelent a Hostaform HS, mely számos alkalmazási területen, mint pl. járm"gyártás, fogyasztási cikkek, szállító- és továbbító rendszerek, sport- és szabadid! termékek, valamint szaniter- és ivóvízhálózat, használható. A „High Strenght”
*A
düsseldorfi K 2010 kiállítást megel!z! sajtóértekezleten, 2010. június 16-án elhangzott Ticona el!adások és sajtóanyag alapján összeállította dr. Macskási Levente okleveles vegyészmérnök **Celanese/Ticona
108
2011. 48. évfolyam 3. szám
sorozat kit"nik a jó mechanikai tulajdonságok vegyszerállósággal és ellenálló képességgel való egyedülálló kombinációjával. A HS sorozat els! tagja, a HS15 különösen nagy merevség", szilárdságú és kiváló a hornyolt ütésállósága. Ezen túlmen!en jó a hegesztési varratszilárdsága vizes közegekben, beleértve a lúgokat és hasonló vegyszereket (elektrolit), valamint személygépkocsi üzemanyagokkal szemben is vegyszerálló.
1. táblázat. A Ticona m"szaki m"anyag választéka Hostaform®, Celcon® Vectra®, Zenite® Celanex®, Vandar® Fortron® GUR® Celstran®, Compel®, Factor® Impet® Riteflex® Thermx®
1.4. Termékválaszték b!vítés stratégiai vásárlással A meglév! típusok fejlesztése mellett a TICONA szakértelmét és globális jelenlétét ez id! szerint két DUPONT termék, a Zenite LCP és a Thermx PCT megvásárlásával b!vítette. A folyadékkristályos Zenite, mint a Vectra típus is, alkalmazási területe az E+E-, az autó-, a légi- és az "rjárm" ipar. A Thermx márkanev" poli(ciklohexil-dimetilén-tereftalát)ot a gépjárm" ágazat és az E+E ipar alkalmazza. A hosszúszállal er!sített termoplasztok (LFT) piacának növekedése érdekében megvásárolták a FACT céget. Így 2010 elejét!l az autóiparban használatos Factor polimer típusok is a portfólióhoz tartoznak. Európában a jelenlegi járm"modellekben csaknem minden m"szerfalat TICONA anyagból állítanak el!. 1.5. Széles termékválaszték – egyéni megoldások A TICONA a vev!kkel közösen dolgozza ki a méretre szabott termékmegoldásokat. A világtrendnek megfelel!en új anyagtípusokat, vagy a vev!k kívánságára meghatározott speciális típusokat fejleszt ki. Ezek egyebek között azzal t"nnek ki, hogy a súlyt vagy a költségeket csökkentik, illetve a biztonsági standardot és a hatékonyságot növelik, továbbá apró alkatrészként az elektronikai m"szerekben, vagy nagy szerkezeti elemként a repül!gépgyártásban használhatók (1. táblázat). 2. A Ticona b!víti a halogénmentes polimerek széles választékát – kulcsanyagok a „zöld elektronika” számára A környezetbarátság az elektromos- és elektronikai iparban növekv" jelent"ség!. Az ipar törvényes el"írásai és irányvonalai egyre magasabb mércét állítottak a „zöld elektronika” számára. A növekv" követelmények csak nagyteljesítmény! és innovatív polimerekkel valósíthatók meg. Az alkalmazási cél szerint ezek speciális tulajdonságokkal vannak felruházva, halogénmentesek, lángállók és az egész világon kaphatók. A „zöld” anyagok az E+E termékek globális gyártási folyamatában éppen olyan fontosak, mint a méretre szabott tulajdonságprofil és az állandó anyagmin!ség. A TICONA a környezetbarát termékek kifejlesztéséhez a „zöld” m"anyagok széles választékát kínálja, melyet fo2011. 48. évfolyam 3. szám
polioximetilén kopolimer, POM folyadékkristályos polimer, LCP poli(butilén-tereftalát), PBT poli(fenilén-szulfid), PPS ultra nagy molekulatömeg" polietilén, PE-UHMW hosszúszállal er!sített termoplaszt, LFT poli(etilén-tereftalát), PET termoplasztikus poliészter elasztomer, TPC-ET poli(ciklo-hexil-dimetilén-tereftalát), PCT
lyamatosan b!vít. Nemrég a DUPONT Zenite folyadékkristályos polimerje is a cég LCP termékcsaládjához tartozik. Ezzel a vállalat az eddigieknél jobb halogénmentes és méretre szabott polimereket tud ajánlani az E+E ágazatba beszállító vev!inek. A TICONA öt különböz! m"anyagcsalád megfelel! típusát kínálja, melyek a nemzetközi környezetvédelmi irányvonalat teljesítik, és az elektronikai ipar követelményeit számba veszik – ezek halogénmentes lángálló adalékokokat tartalmaznak, mint a Celanex XFR PBT és a Riteflex XFR PC-E, vagy eleve lángálló nyersanyagok, mint a Fortron PPS, a Vectra LCP vagy a Zenite LCP. 2.1. Javított lángállóságú Celanex XFR PBT A Celanex XFR típusok teljesítik az amerikai UNDERWRITES LABORATORIES UL V-0 t"zvédelmi kritériumait, valamint az európai RoHS és WEEE irányvonal követelményeit. A javított PBT szabadalmaztatott lángállószert tartalmaz. Ez a hagyományos PBT típusok helyett alkalmazható anélkül, hogy az E+E gyártók a dizájnt módosítanák, új szerszámot készítenének vagy gépeiken lényeges változtatásokat hajtanának végre. 2.2. Riteflex XFR TCP-ET, a sokoldalú elasztomer A Riteflex XFR polimer V-0 lángállóságú, minden színben kapható. A Riteflex XFR 440 (40 ShD) és az XFR 655 (55 ShD) alkalmazásával betarthatók a veszélyes anyagokra és hulladékokra vonatkozó el!írások. 2.3. Fortron PPS: vegyszer- és oxidációálló A Fortron anyagában lángálló, és adalékok alkalmazása nélkül teljesíti az amerikai UNDERWRITES LABORATORIES magas t"zállósági követelményeit (UL 94 V-0). A lineáris PPS tartósan ellenáll 240°C-nak, valamint vegyszereknek és oxidációnak. Csökkentett klórtartalmú, kis ömledékviszkozitású, ezért vékonyfalú termékek, mint dugaszoló aljzatok, kapcsolók és félvezet! tartóelemek, készíthet!k bel!le. 2.4. Vectra LCP jó folyási út/falvastagság aránnyal A Vectra LCP is anyagában lángálló, ezért adalék nélkül eleget tesz a legmagasabb lángállósági igényeknek. A 109
2. ábra. Számítástechnikai csatlakozó Vectra-ból
kiegyensúlyozott tulajdonságprofil, a halogén- és antimonmentesség, a jó folyóképesség ideális anyaggá teszi környezetbarát vékonyfalú aljzatok, kapcsolók és más elektromos komponensek gyártásához (2. ábra). Az új Vectra G sorozat két költséghatékony halogénmentes típusa, a G131 és a G331, a lángállósított (FR) és a magas h!állóságú (HT) poliamid típusokkal szemben jobb feldolgozhatóságot és méretállóságot kínál. 2.5. Zenit LCP extrém jó folyóképességgel A lángálló folyadékkristályos polimer, jellegéb!l adódóan, különösen h!álló. Jól alkalmazható elektromos és elektronikai alkatrészek felületi szerelésére (SMT – surface mounting technology), és nagy állandóságot kínál ólommentes forrasztásokkal szemben. Speciális tulajdonságai következtében a rövidebb ciklusid! és a kisebb rendszerköltségek révén egyértelm"en felülmúlja a kerámiákat, a duroplasztokat és más LCP típusokat. A Zenitet egyebek között kapcsolókban, csatlakozó aljzatokban és játékkonzol dugaszolókban, laptopok, TV készülékek, továbbá más elektromos és elektronikai eszközök alkatrészeiként használják. A halogénmentes és eleve lángálló m"szaki m"anyagok a tervez!knek és a gyártóknak sokoldalú lehet!séget kínálnak a környezetbarát innovációkhoz. A „zöld polimerek” világszerte állandó min!ségben kaphatók, és ezzel hozzájárulnak ahhoz, hogy az E+E ipar céljait a hasznosítási és reciklálási arányokkal elérje. 3. Környezetvédelmi trend: biztonság és komfort – high-tech m"anyagok az autóiparban Három átfogó trend körvonalazódik a járm!ipari fejleszt"k el"tt, a hatékonyság, a biztonság és a komfort. Ezek vezetnek az alternatív meghajtáshoz, a könny! épí110
tési módhoz és a nagy elektronika hányadhoz – és ezzel a nagyteljesítmény! polimerek fokozott alkalmazásához. A járm!vek bels" terében és az elektromos rendszereknél a lehet"ségek még korántsem merültek ki. A m"anyagok alkalmazása lehet!vé teszi a súly, és így az üzemanyag felhasználás csökkentését vagy különböz! funkciók integrálását. 2005 és 2009 között a TICONA polimerek aránya, vállalati adatok szerint, évente átlagosan 5%-kal n!tt. A következ! 3–4 évben további jelent!s potenciálnövekedést várnak. A járm" bels! terében ez 150– 170%, az elektromos rendszerekben 120–130%. A biztonsági rendszereknél 45%, a meghajtás és az autó küls! részein 40–50% növekedést valószín"sítenek. A gyorsuló b!vülés hajtóereje az autóiparban a feltörekv! régiók, mint Kína és India, de a kereslet a hagyományos piacokon is n!. A járm"gyártó ágazat várakozásai szerint, a gyártott személygépkocsik száma legkorábban 2011-ben újra eléri a recesszió el!tti szintet. Ehhez a nagyteljesítmény" m"anyagok, mint a Hostaform, Celstran, Factor, Fortron, Vectra és a Zenite típusok is szóba jönnek (3. ábra). Sokoldalú tulajdonságaik és hatékony felhasználási módjaik lényegesen hozzájárulnak ahhoz, hogy legy!zzék az új technológiai kihívásokat. Az er!s globalizáció megköveteli a világszerte bevált alkalmazásokat a globálisan rendelkezésre álló nyersanyagok és know-how alapján. Olyan megoldásokat kell találni, melyek a különböz! országok, illetve régiók el!írásait és kiadásait figyelembe veszik, valamint nem igényelnek fejlesztési többletköltségeket.
3. ábra. M!szerfal Celstran-ból
3.1. Kiindulási pont a gépjárm"vek számára: hatékonyság és környezetbarátság Néhány évvel ezel!tt még elég volt, hogy egy autó gyors és szép legyen, továbbá jutányos áron kerüljön a piacra, a járm"veknek manapság takarékosnak és környezetbarátnak kell lenni. A hatékonyság nemcsak magánál a járm"nél, hanem már azok gyártásánál is fontos. A szén-dioxid kibocsátás, az üzemanyagok drágulása, 2011. 48. évfolyam 3. szám
valamint az alternatív meghajtás technológiák fejlesztése néhány év múlva a kiindulási pont megváltozásához vezet a gépjárm"vek gyártásában. Egy jöv!beli er!forrás-kímél! és környezetbarát lehet!ség az elektromos autó. A széleskör" elterjedéshez még id!re van szükség. Számos m"szaki akadályt kell legy!zni, és jelenleg a beszerzési költségek túl nagyok. Ezért a hagyományos meghajtások kutatása és fejlesztése továbbra is a gépjárm"gyártás fókuszában áll. Azért, hogy az elektromos autók hatékonyak legyenek, könynyebb és egyúttal jelent!sen terhelhet! anyagok alkalmazására van szükség. Az egyszer" képlet általában így szól: minél kisebb a tömeg, annál kevesebb energiára van szükség, és annál kevesebb a szén-dioxid kibocsátás. Egy új kocsi tömegének kb. 15%-a ma már polimerb!l áll. Az autógyártók, mint a BMW, a DAIMLER, a HONDA vagy a VW, ezért járm"veikbe alváz szerkezeti elemként, a járm" bels! terében a funkcionális és esztétikai komponensekhez, valamint a motortéri alkalmazásokhoz m"anyagokat használnak, melyek speciális követelményeknek, mint pl. h!- és vegyszerállóság, megfelelnek. 3.2. Nagyobb biztonság és komfort elektronikai komponensekkel Sok autógyártó id!közben kiterjedt kezel!konzolokat épített be a személygépkocsikba. A navigációs és szórakoztató elektronikai berendezések manapság szériatartozéknak számítanak, és hamarosan a személygépkocsikat számítógéppel is felszerelik. Ma az elektromos és elektro-
nikai elemek egy autó gyártási költségeinek 20%-át teszik ki. Ennek oka nagyon egyszer". Lényeges funkciók a modern személygépkocsikban, mint a „vezetési asszisztens”, a kommunikáció, az érzékel!k vagy a hibridmeghajtás, csak elektronikus rendszerrel valósíthatók meg. Az igényes alkalmazásokra egy példa a személygépkocsi komfortos kommunikációs rendszere. USB kapcsolaton keresztül mobiltelefon vagy MP3 lejátszó az audió rendszerrel összekapcsolható, és az utazás már nemcsak gombnyomással, hanem hanggal is vezérelhet!. Az er!sen igénybevett USB-2.0 csatlakozáshoz Vectra E130i polimert használnak. Folyadékkristályos polimerb!l készült aljzat gondoskodik a berendezések biztonságos összeköttetésér!l, ami mechanikusan és termikusan is jelent!sen terhelhet!. Az alkatrész kedvez! költséggel fröccsönthet!. Még több biztonságot szolgáltat az úton a lippstadti HELLA cég az elfordítható VarioX egységével, melynek kameravezérelt fényrendszere van. A Bi-Xenon fényszóró legújabb generációjának szíve egy forgatható henger, melynek csapágyát folyadékkristályos Vectra polimerb!l készítik. Ez a fényszóró egység a járm"t!l függ! világossötét határt a közlekedési helyzett!l változóan állítja be. Az el!zékeny vezet! már nem vakítja a szembejöv!t. Ez a közlekedésbiztonsággal együtt az utazási komfortot is növeli. 3.3. Kitekintés: innovációs „motor” a gépjárm"ipar számára A gépjárm"gyártás jöv!jéhez tartoznak az alternatív 2. táblázat. Széles alkalmazási spektrum az autóiparban
Nyersanyag Celanex® PBT, poli(butilén-tereftalát)
Szerkezeti elem
Funkcionális elem elektronikus vezérl!program háza, gyújtó- és elektromos berendezések háza, üzemanyag sz"r!, törl!kar, csatlakozók
homlokelem, m"szerCelstran® LFT, motorfedél, E-gázpedál, légh"t!, sefal, ajtóelem, tet!elem, hosszúszállal er!sített termoplaszt bességváltó kar, ütközésbiztos fejtámla keretek és es!elvezet!k ® Compel LFT, alvázelemek hosszúszállal er!sített termoplaszt ® Factor LFT, homlokelem, alvázeütközésbiztos fejtámla hosszúszállal er!sített termoplaszt lem, m"szerfal tartó h"t!közeg szivattyú, elektromos kéziFortron® PPS, fék, vízszivattyú, légbeszívó egység, poli(fenilén-szulfid) leveg!tölt! csövek hangszórórács, kábelszorító, sebességHostaform® POM, váltó kar, kezel!gombok, vezérl!gomb tet!elem polioximetilén kopolimer (indító), üzemanyag szállító egység, ütközésbiztos fejtámla Vectra® LCP, folyadékkristályos polimer Zenite® LCP, folyadékkristályos polimer
2011. 48. évfolyam 3. szám
A m"anyag alkalmazás alapja nagy terhelhet!ség, UV-állóság, nagy pontosság, jó elektromos szigetelés, nagy merevség és ütésállóság súly- és költségcsökkentés, nagy stabilitás tartós terhelésnél, nagy tervezési szabadság súly- és költségcsökkentés súlycsökkentés, nagy stabilitás terhelésnél, nagy tervezési szabadság súlycsökkentés, anyagában lángálló, jó elektromos tulajdonságok, nagy h!állóság súlycsökkentés, nagy tervezési szabadság, emissziócsökkentés a járm" bels! terében
költségcsökkentés, nagy tervezési szaklíma- és nyomásérzékel!k, fényszóró, badság, vékonyfalú precíziós alkatrécsatlakozók szek, anyagában lángálló költségcsökkentés, nagy tervezési szaérzékel!rendszer, LED-fényszóró badság, anyagában lángálló
111
meghajtások és a nagyteljesítmény", könny" nyersanyagok. A felhasználók, a gyártók és a környezet számára a jelenlegi trendek jelent!sen átalakulhatnak, új alkalmazások fejleszthet!k ki, illetve a jelenlegiek optimalizálhatók (2. táblázat). 4. A Ticona pozícionálja magát az elektromobilitás terén – startra készen az elektromobil Az alternatív meghajtás elképzelések nemcsak a gépjárm!gyártót foglalkoztatják. Az elektromobilitás területén a TICONA kiváló tulajdonságprofilú termékeket kínál, melyek alkalmazását az elektromos járm!vekben részben már a gyakorlatban is sikeresen tesztelte. Az elektromotoroknak van egy nagy hátránya: a szokásos akkumulátorokban tárolt energia általában csak rövidebb utakra elegend! és az újratöltés is órákig tart. A kisebb hatótávolság oka egyebek között a járm" súlya, mivel ez a mértékadó az áramfelhasználásra. A hosszúszállal er!sített termoplasztok, mint a Celstran LFT és a Factor LFT, a modern autógyártásban használatosak. Ideálisak az akkumulátor felfüggesztésére vagy az akkumulátor ház anyagának az elektromos autóban, de használhatók padlólapnak és m"szerfalnak is. A PBT az elektromos vezetékek csatlakozóinál jön szóba jó csúszási tulajdonságainak, magas alkalmazási h!mérsékletének, vegyszer- és id!járás állóságának köszönhet!en. A Fortron alkalmazható az elektromos autóban is: a h"t!közeg számára a szivattyúban vagy a leveg!ztetésnél, de tekercstestként a kerékagy motorokban is. A folyadékkristályos Vectra LCP alkalmazási területei az aktuátorok, a csatlakozók, a nagyfeszültség" funkciós elemek, valamint a világítási alkatrészek. A POM számos speciális tulajdonságával, mint javított csúszási jellemz!k, UV-állóság, ideális az elektromos járm"vek mechanikai alkatrészeihez. Az emissziószegény POM XAP típusokat a járm"vek bels! terében alkalmazzák. Az UHMWPE GUR pl. az elektromos motorok akkumulátoraiba építhet! be. 5. A Ticona polimerek lehet!vé teszik a zöld technológiákat, el!segítik a fenntartható fejl!dést és biztosítják a jöv!t Globális felmelegedés, környezetszennyezés, nyersanyagforrások kimerülése – ezek a XXI. század kihívásai. A fenntartható fejl"dést el"segít" technológiák jelentik azt az utat, melyek a technológiai el"relépésekkel szembeszállnak a sürget" problémákkal. Újszer! mobolitás koncepciókról, az energia hatékony formáiról, nyersanyag- és energia megtakarításról van szó. A nagyteljesítmény! m!anyagok gyakran dönt"en hozzájárulnak ehhez. A járm"gyártásban intenzíven kutatják az er!forrás- és környezetkímél! technológiákat. A szén-dioxid csökken112
tés a motorizált egyéni közlekedésben azonban nagyon eltér!. Fontos szempont a motorok hatékonyság növelése, a fosszilis, szén-dioxid semleges, újratermel!d! üzemanyagok használata, a különböz! hibrid meghajtások vagy a a bels!égés" motorokról való lemondás a teljesen elektromos motorok alkalmazásával. A hatékonyabb meghajtástechnika mellett a súlycsökkentés is dönt! szerepet játszik. A könnyebb járm"vek kevesebb energiával is beérik, ugyanakkor az elektromos motort alkalmazó technológia mégiscsak praktikusabb. 1. példa: az elektromos járm"vek nagyobb hatótávolsága Hogy az innovatív m"anyagok miként vesznek részt a fenntartható gépjárm" technológia kifejlesztésében, mutatja a svájci autófejleszt! „UC?” koncepciós járm"ve. Mint minden tisztán elektromos autó, ez is az elektromobilitás alapvet! ellentmondásával harcol: ez pedig a kis hatótávolság. A Fiat 500-at idéz!, kétszemélyes kis elektromos autó viszonylag nehéz (4. ábra). Az elektromos meghajtás beéri hajtóm", kuplung, áramfejleszt! és üzemanyagtank nélkül, az akkumulátor súlya er!sen befolyásolja a járm" össztömegét. Ennek kilogrammra számított kapacitása jóval alatta van a piacon kapható, bels!égés" motorokhoz. Az „Urban Commuter” (városi ingázó) egy akkumulátor töltéssel 120 kilométert tesz meg, amit könny" alkatrészekkel valósítanak meg. Az „UC?”-ben PP sejtmaggal ellátott Celstran LFT szendvicselem gondoskodik a csomagtérben a nagyobb stabilitásról és a kisebb súlyról. A motorház alatt a TICONA hosszúszál er!sítés" termoplasztját alkalmazzák az akkumulátor tartószerkezetében. A nehéz akkumulátor biztonságos megtartásáról van itt szó, lehet!leg csekély önsúlynál. A motorközeli magas h!mérsékletet ez a m"anyag tartósan elviseli.
4. ábra. „UC?” koncepciós autó
2. példa: üzemanyagcellák sokoldalú alkalmazása Nagyobb hatásfok kisebb emisszióval – ezt jelenti az üzemanyagcella technológia a bels!égés" motorokkal szemben. A járm"ipar ezt a lehet!séget az energia mobil 2011. 48. évfolyam 3. szám
5. ábra. Üzemanyag cella összeszerelt állapotban
formájaként sok prototípusban vizsgálja. Az üzemanyagcellák, amelyeket már a 60-as években az "rhajózásban használtak, alkalmasak a m"szaki eszközök hálózat független áramellátására is, az épületekt!l, mint pl. kórházaktól, kezdve egészen a kisebb településekig. Az üzemanyagcellákat minden egyes alkalmazáshoz külön kell illeszteni és beépíteni. A duisburgi üzemanyagcella technika központ olyan modul üzemanyagcellát fejlesztett ki, ami ezt a ráfordítást szükségtelenné tette. E szabványos egységgel, nagyságától függ!en, a legkülönböz!bb ipari, kutatási és fejlesztési készülékek emissziószegény módon láthatók el árammal (5. ábra). A TICONA m"szaki m"anyagai ellenállnak az üzemanyagcellában lév! agresszív közegeknek, különösen a hidrogénnek és a szén-dioxid tartalmú reformált gázoknak. Nagy tisztaságuk és a speciális adalékanyag-mentességük kizárja, hogy az adalékok beszennyezzék az üzemanyagcellában lév! közeget. A nagyteljesítmény" polimerek korrózióállóak és 240°C-ig mérettartóak. A több cellából összekapcsolt üzemanyagcella képezi a technológia lelkét. A Fortron PPS, mint bipolár lap, az üzemanyagcella elektródájának mátrixanyaga helyettesíti a hagyományos anyagokat, pl. az arannyal bevont ötvözött acélt, alumíniumot, grafitot vagy a duroplasztgrafit keveréket. Ez nemcsak tömeget, hanem költséget is megtakarít. A bipolár lapok rövid ciklusid!vel fröcsönthet!k és ezeket nem kell utólag költségesen megmunkálni. Az egység mechanikus összenyomásához is szükséges véglapok anyaga PPS. Más alkatrészek Hostaform POM alapanyagból gyárthatók, pl. a termikus és elektromos szigeteléshez szükséges szigetel!lapok, vagy a véglapokba beépített csatlakozók. 3. példa: kompozitok a k!olaj- vagy földgáz vezetékekhez A fosszilis üzemanyagok az elkövetkez! évtizedekben az els! helyen álló energiahordozók, bár csak egy részét 2011. 48. évfolyam 3. szám
képezhetik a jöv!beli energiaforrásoknak. Az olajkatasztrófák, mint a Mexikói Öbölben, teszik ezt drámai módon világossá. A fosszilis energiahordozók hatékony és környezetbarát szállításához is jelent!sen hozzájárulnak a m"szaki m"anyagok, ilyen pl. az ARBORNE hajlékony cs!vezeték rendszere Celstran kompozitból. Fémek és fémötvözetek helyett m"anyag csöveket alkalmaznak táv-, nyomó- és tengeralatti vezetékekhez. Ezeket a tekercsben gyártott kompozit csöveket óránként 500 méteres sebességgel lehet lefektetni, nehéz terepen vagy extrém klimatikus körülmények esetén is. A könny" vezetékeknek nagy a mechanikai és kémiai terhelhet!sége, egyidej"leg kiválóan ellenállnak a korróziónak, öregedésnek és csekély az átereszt! képességük. 4. példa: energia-megtakarítás épületeknél Nemcsak a járm"veknél és a m"szaki eszközöknél takarítható meg energia és ezzel szén-dioxid kibocsátás. Jelent!s megtakarítási lehet!séget kínál az épületgépészet, pl. a melegvíz-ellátás. A szigorúbb törvényi el!írásoktól serkentve itt is innovatív technológiák és nyersanyagok jönnek szóba. A német piac jól mutatja ezt: az új energia-megtakarítási törvény (EnEv 2009) 2009 októberi életbelépése óta az épületek melegvíz-ellátását biztosító keringtet! szivattyúkat önm"köd! be- és kikapcsoló berendezéssel kell felszerelni vagy zárt szabályozókört kell létrehozni. A „melegvíz-ellátó berendezés” fogalom mögött a legkülönfélébb fajtájú f"t!- és melegvíz körfolyamatok rejt!znek, a hagyományos gáz- és olajf"tést!l kezdve egészen a modern napelemes és geotermikus energiákig. Az igényes megoldás az ilyen vízkörfolyamatokban a m"szaki m"anyagok használata, a TICONA Fortron PPS számára ez kézenfekv!. Az ivóvíz alkalmazásokra engedélyezett PPS helyettesíti a sárgarezet és az egyéb öntvényeket. Kiváló vegyszer- és h!állósága révén nyomásnak, mechanikai- és vegyi hatásoknak, magas h!mérsékletnek ellenáll. Gazdaságilag fölényben van a fémes konkurenciával szemben. A gyártás pl. fröccsöntéssel egy lépésben történik, a sárgarézzel összehasonlítva energia és költség takarítható meg. 6. Összefoglalás A m"szaki m"anyagok sokoldalúan támogatják a fenntartható technológiákat. Nemcsak más nyersanyagok helyettesítésér!l van szó, hanem a speciális anyagtulajdonságok folyamatos m"szaki fejlesztést tesznek lehet!vé. A TICONA nagyteljesítmény" m"szaki m"anyagaival a technológiai haladás élvonalában azon dolgozik, hogy vev!inek új szegmenseket nyisson, és a sürget!, globális környezeti problémákat megoldja.
113
