Ammoniumpolyphosphat und Pentaerythrit als Flammschutzsystem für Polyamid 12 beim selektiven Lasersintern

Diese Studie untersucht die Einarbeitung eines intumeszierenden Flammschutzsystems, basierend auf einer synergistischen Kombination von Ammoniumpolyphosphat (APP) und Pentaerythrit (PER), in Polyamid 12 (PA12) für das selektive Lasersintern (SLS). Der Einfluss von Verarbeitungsparametern und Füllstoffgehalt auf die mechanischen und Brandeigenschaften der hergestellten Komponenten wird analysiert. Zur Beurteilung der Pulvereigenschaften wurden Partikelgrößenanalysen und Pulverdichtemessungen durchgeführt, die den Einfluss auf die Pulverdichte der Mischungen aufzeigten. DRIFT-Messungen zeigen, dass die flammhemmenden Additive nur geringfügige Anpassungen der Energiezufuhr während der SLS-Verarbeitung erfordern. Die Herstellung wurde mit unterschiedlichen Energiedichten durchgeführt, um die idealen Herstellungsparameter zu ermitteln. DSC- und ATR-Messungen deuten darauf hin, dass die Zugabe des Flammschutzsystems das Kristallisationsverhalten von PA12 verändert, die Bildung der α-Modifikation fördert und die Kristallmorphologie beeinflusst. Zugversuche zeigen, dass der Elastizitätsmodul zwar mit dem von nicht flammhemmendem PA12 vergleichbar bleibt, Zugfestigkeit und Bruchdehnung jedoch reduziert sind. LOI-Tests bestätigen die Wirksamkeit des Flammschutzsystems, wobei steigende Additivanteile zu einer verbesserten Flammhemmung führen. Cone-Calorimeter-Messungen zeigen eine signifikante Reduzierung sowohl der Gesamtwärmefreisetzung (THR) als auch der maximalen Wärmefreisetzungsrate (pHRR) durch den Einsatz des APP-PER-Systems. Dies unterstreicht dessen Wirksamkeit bei der Minderung der Wärmefreisetzung und der Unterdrückung der Flammenausbreitung während der Verbrennung.

Vortragssprache: EN