Partikelschäume, insbesondere expandiertes Polypropylen (EPP)

Partikelschäume aus expandiertem Polypropylen (EPP) sind halbharte bis weichelastische, thermoplastische und vorwiegend geschlossenzellige Kunststoffschäume.

Die lose angelieferten Partikel werden auf Schäumautomaten zu Schaumstoff-Formteilen unterschiedlichster Art verarbeitet.

Aufgrund der guten mechanischen Eigenschaften, die sich beispielsweise durch eine hohe spezifische Energieaufnahme, einem geringen Druckverformungsrest und eine mehrfache Belastbarkeit ohne nennenswerten Verlust der Absorptionseigenschaften bemerkbar machen, nimmt EPP vor allem gegenüber geschäumtem Polystyrol (EPS) und PU-Schaum eine Sonderstellung ein und eröffnet vielfältige Märkte vor allem im Bereich Automobil, Verpackung und Logistik, Sport und Freizeit oder Konstruktion und Design.

Bei der Neue Materialien Bayreuth GmbH steht die Prozessführung bei der EPP-Verarbeitung im Fokus der Entwicklungsarbeiten – Energieeinsparung bei gleich bleibend guter Mechanik oder die Verbesserung der Oberflächenqualität für Sichtteile aus EPP sind die aktuellen Forschungsthemen.

Die Kompetenz für eine gleichmäßige Qualität der Partikelschaumteile wird bei NMB erarbeitet, die Charakterisierung und die Erprobung des Formteils für die Anwendung erfolgt in enger Kooperation mit dem Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe, der über ein umfangreiches Wissen und Erfahrungen bezüglich der komplexen Mechanik von Polymerschäumen verfügt.

Der Werkstoff EPP vereint zwei wichtige Eigenschaften: er ist voll recyclingfähig und bietet ein hohes Potenzial zur Gewichtseinsparung. EPP liegt damit voll im Trend aktueller Entwicklungen und findet zunehmendes Interesse z. B. im Bereich der Energieabsorption. Mit dem Polymerwerkstoff Polypropylen, dessen Moleküle nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen, kann z. B. mit Hilfe von PP-Deckschichten oder artverwandten Dekormaterialien und einem Kern aus EPP eine sehr energiesparende und recyclingfreundliche Bauweise erzielt werden.

Um auch den Verarbeitungsprozess energie- und kostengünstiger zu gestalten wurde bei der Neue Materialien Bayreuth GmbH eine Maschinen- und Sensortechnik aufgebaut, die es ermöglicht, auf der Grundlage thermodynamischer Zusammenhänge und von Struktur- Eigenschaftsbeziehungen, bei gleicher Formteilqualität über 50% der Energiekosten in der Fertigung einzusparen – ein perfektes Beispiel für die Erfolgsgeschichte der Kombination von industrienaher Entwicklungsarbeit bei der Neue Materialien Bayreuth GmbH und polymerwissenschaftlicher Forschung am Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe.

• Morphologische Untersuchungen mit Licht- und Rasterelektronenmikroskopie, Mikro-Computertomographie
• Mechanische Grundcharakterisierung bezüglich Zug-, Druck- und Schubeigenschaften als Funktion der Temperatur
• Langzeit und Ermüdungsverhalten mittels Hysteresimessungen und Ermüdungsrißausbreitung auch unter Medieneinfluss
• Impactverhalten im instrumentierten Durchstoßversuch

Formteile aus EPP sind FCKW frei. EPP wird dort eingesetzt, wo eine hohe Energieabsorption bei gleichzeitig geringem Bauteilgewicht im Vordergrund steht oder wo Wert auf gutes Rückstellvermögen in einem weiten Temperaturbereich gelegt wird. Das günstige Verformungsverhalten von EPP-Formteilen auch bei mehrfacher Stoßbelastung ist eine ausgezeichnete Voraussetzung für den Einsatz im Fahrzeugbau. PP-Partikelschäume werden zum Schutz vor z. B. seitlichem Aufprall im Türbereich eingesetzt, dienen aber auch dem Insassenschutz im Bereich energieabsorbierender Kopfstützen oder Knie-Crash-Elementen.

Bild: Selbst für Kunstrasen findet EPP Verwendung