Einleitung

Sowohl die Wärmedämmstreifen aus PA6GF25 als auch aus PA66GF25 sind extrudierte Profile aus glasfaserverstärktem Polyamid. Bei kurzfristigen statischen Zugversuchen bei Raumtemperatur wird der Unterschied der Zugwerte einiger formulierter Proben häufig unterschätzt. Bei langfristigen Bewertungen, wie dynamischer Ermüdung, Kaltstoßprüfung, Kriechen, dauerhaftem Eingriff mit Aluminiumprofilen nach dem Verbinden und dem Erhalt der Eigenschaften nach Alterung, vergrößern sich die Unterschiede zwischen den beiden Werkstoffen stetig. Dieser Artikel konzentriert sich auf mechanische Kennwerte, Kaltzähigkeit, Verträglichkeit beim Einsteckverbund, langfristige Kriechversagensarten und Identifikationsprüfverfahren. Er liefert einen technischen Vergleich für ingenieurtechnische Anwendungen als Referenz für die technische Bewertung von Profilherstellern, Prüflaboren und Fenster- und Türsystemen.

I. Unterschiede der statischen mechanischen Eigenschaften bei Raumtemperatur und des dynamischen Ermüdungsverhaltens

Unter genormten Bedingungen bei 23 °C und statischer Zugprüfung weisen PA6GF25 und PA66GF25 mit gleichem Glasfasergehalt ähnliche Bereiche der Längszugfestigkeit auf. Einige modifizierte PA6-Proben zeigen sogar gute anfängliche Zugdaten – das ist der Hauptgrund für die Verwechslung der beiden Produkte auf dem Markt. Die statische Zugprüfung ist jedoch ein Prüfkriterium für kurzfristige Belastung und spiegelt nicht die dauerhaften Belastungsverhältnisse von Fenstern und Türen wider.

Im Inneren der Profile sind die wärmebrückenunterbrechenden Dämmstreifen ständig überlagerten statischen und wechselnden Lasten ausgesetzt: Eigengewicht, Winddruck, Zug- und Druckspannungen durch Wärmedehnung und Kaltkontraktion sowie seismische Mikrovibrationen. Es handelt sich um einen Betriebszustand aus langfristigem Kriechen und Ermüdung. Die Molekülketten der PA6-Matrix sind flexibler, was zu einer höheren Kriechgeschwindigkeit bei konstanter Last und stetiger Verformungsanhäufung über die Nutzungsdauer führt. Die PA66-Matrix besitzt eine höhere Steifigkeit und einen größeren Widerstand gegen molekulare Gleitvorgänge; sie zeigt geringere Kriechverformung auf Dauer und bessere Dimensionsstabilität unter dauerhafter Belastung.

Bei Ermüdungsprüfungen mit wiederholter zyklischer Belastung verliert PA6 nach vielen Spannungszyklen schneller an Festigkeit. Mikrorisse entstehen und breiten sich bevorzugt an der Grenzfläche zwischen Glasfaser und Harz aus. Die Harzmatrix von PA66 weist eine stabilere Grenzflächenbindung mit der Glasfaser auf, hat eine längere Ermüdungslebensdauer und einen höheren mechanischen Sicherheitsabstand für Hochhausfassaden, großformatige Fenster und Türen sowie Bereiche mit hohem Winddruck.

II. Unterschiede im Verhalten bei ungekerbter Kaltstoßprüfung und Kaltversprödung

Die Kaltstoßfestigkeit ist ein zentrales Auswahlkriterium für Projekte in kalten nördlichen Gebieten und hochgelegenen Regionen. Reines PA6-Harz besitzt eine bessere Kaltzähigkeit als PA66; dieser Vorteil tritt bei unverstärkten Systemen deutlich hervor. Nach Zugabe von 25 % Glasfaser ändert sich jedoch der Zähigkeitsmechanismus des Werkstoffs: Die Fasern wirken als Spannungskonzentrationsstellen und schwächen den Zähigkeitsvorteil der Matrix erheblich.

PA6GF25-Dämmstreifen haben bei ca. 0 °C noch akzeptable Stoßwerte. Sinkt die Temperatur auf -20 °C oder -30 °C bei starker Kälte, bricht die Stoßfestigkeit stark ein und das Versprödungsrisiko steigt. PA66GF25 zeigt einen flacheren Abfall der Eigenschaften im Tieftemperaturbereich, behält einen höheren Anteil der Kaltstoßfestigkeit und hat eine niedrigere kritische Temperatur für Sprödbrüche.

In der Ingenieurpraxis ist ein häufiger Irrtum: Man geht einfach davon aus, dass PA6 wegen seiner besseren Zähigkeit für kalte Regionen geeignet ist. Diese Aussage gilt nur für unverstärktes Polyamid. Dämmstreifen gehören zu glasfaserverstärkten modifizierten Systemen, daher lassen sich die Zähigkeitsregeln des reinen Harzes nicht direkt übertragen. Bei Dämmstreifen für Fenster und Türen in kalten Gebieten muss neben der Stoßfestigkeit auch die thermische Ermüdung durch wiederholte Wechsel zwischen Hoch- und Niedrigtemperaturen berücksichtigt werden. Die PA6-Matrix hat einen größeren linearen Ausdehnungskoeffizienten und eine schlechtere Verträglichkeit mit Aluminiumlegierungen als PA66. Dadurch entstehen bei Temperaturwechseln höhere Grenzflächenspannungen, die die Bildung innerer Mikrorisse begünstigen.

III. Linearer Ausdehnungskoeffizient, Einsteckverzahnung und Verbundverträglichkeit mit Aluminiumlegierungsprofilen

Der lineare Ausdehnungskoeffizient von Aluminiumlegierungen liegt stabil bei etwa 23×10⁻⁶/°C. Der Kern einer dauerhaften Passung zwischen Dämmstreifen und Profilnut ist eine möglichst gute Übereinstimmung der linearen Ausdehnungskoeffizienten, um die durch Temperaturänderungen verursachte Scherspannung an der Grenzfläche zu senken. PA6GF25 hat einen höheren linearen Ausdehnungskoeffizienten als PA66GF25, d. h. es dehnt sich bei Erwärmung stärker aus und zieht sich bei Abkühlung stärker zusammen.

Beim Einsteckverbundverfahren wird der Dämmstreifen in verzahnte Nuten des Aluminiumprofils gepresst. Über den Eingriff der Aluminiumzähne entsteht eine tragende Gesamtstruktur. Bei übermäßiger thermischer Verformung des Streifens entstehen im Sommer beim Ausdehnen Druckeigenspannungen in der Nut; im Winter bei Kontraktion sinkt die Haltekraft der Verzahnung und ein Lösen des Eingriffs ist möglich. Nach wiederholten Zyklen kommt es zu Gleiten an der Verbundgrenzfläche und zum Ausfall der gesamten Dämmstruktur des Profils. Dies zeigt sich in einem Anstieg des U-Wertes, Wassereintritt in Hohlräume und Luftleckagen an Profilstößen.

Zusätzlich überlagert sich die durch Feuchtigkeitsaufnahme bedingte Dimensionsänderung von PA6 mit der thermischen Verformung. Bei warm-feuchten Bedingungen quillt es auf, bei trockener Witterung schrumpft es. Diese doppelten Dimensionsschwankungen schädigen dauerhaft die verzahnte Eingriffsstruktur. PA66 hat eine geringere Feuchtigkeitsaufnahme und kleinere Dimensionsänderungen durch die Kopplung von Temperatur und Feuchte. Dadurch ist die Langzeitstabilität des Verbunds mit Aluminiumprofilen besser. Dieser Unterschied in der Dauerverträglichkeit tritt bei Systemfenstern und -türen sowie spritzverklebten Verbundprofilen noch deutlicher hervor.

IV. Eigenschaftserhalt nach Alterung und Unterscheidung typischer Versagensarten

Künstliche beschleunigte Alterungsprüfungen (UV-Alterung, Feuchte-Wärme-Alterung, thermische Alterung) dienen der Vorhersage der Nutzungsdauer von Dämmstreifen. Bei gleich langer Alterung weist PA6GF25 geringere Erhaltungsraten der Zug- und Stoßfestigkeit auf als PA66GF25.

Typische Versagenswege von PA6-Dämmstreifen: Hochtemperaturkriechen → Dimensionsschrumpfung / -dehnung → Lösen des Eingriffs → Dichtungsversagen; dauernde Kaltstoßbelastung plus Wechselspannungen → Sprödbruch der Matrix; langfristige Feuchte-Wärme-Belastung → Grenzflächenablösung und freiliegende Glasfasern. Ausfälle von PA66-Streifen entstehen meist durch Fertigungsfehler: Beimischung von Recyclingmaterial, unzureichender Glasfasergehalt oder zu hohe Eigenspannungen aus der Extrusion. Bei einwandfreiem Ausgangsmaterial verläuft die Alterungsabnahme von PA66 flacher und der Versagenszyklus ist länger.

Es ist klarzustellen: Eine schnellere Versagensentwicklung bedeutet nicht, dass PA6 unbrauchbar ist. Vielmehr unterscheiden sie sich im Versagensmechanismus, im Sicherheitsabstand und in der Auslegungslebensdauer. PA6 kann in manchen Fällen für einfache Fenster und Türen in niedrigen Gebäuden mit kurzer Auslegungslebensdauer und moderaten Belastungen eingesetzt werden. Für Hochhäuser, Niedrigstenergiegebäude und korrosive Küstenumgebungen, die hohe Langzeitstabilität erfordern, reicht der Sicherheitsabstand von PA6-Systemen nicht für die vorgesehene Nutzungsdauer aus.

V. Vor-Ort- und Laboridentifikation, Stichprobenprüfung und Bewertungskriterien

Neben der DSC-Schmelztemperaturprüfung lassen sich mehrere Prüfverfahren kombinieren, um beide Streifentypen voneinander abzugrenzen. Die Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie (FTIR) erkennt direkt die charakteristischen Absorptionspeaks der Harzmatrix und bestimmt qualitativ, ob das Substrat PA6 oder PA66 ist. Die Ascheprüfung überprüft den Glasfaserfüllgrad, um unzureichende Faseranteile auszuschließen. Temperaturwechselprüfungen und Kriechprüfungen quantifizieren die Unterschiede der Langzeitverformung.

Einige Lieferanten kennzeichnen PA6GF25-Streifen fälschlicherweise als PA66GF25. Sie nutzen die Ähnlichkeit der statischen Zugwerte, um minderwertige Ware auszutauschen. Das birgt Risiken bei späteren Projekt-Nachprüfungen und der energiebezogenen Abnahme. Profilhersteller sollten bei der Wareneingangsprüfung nicht nur Zugprüfungen bei Raumtemperatur durchführen, sondern zusätzlich eine qualitative Auswertung des DSC-Schmelzpeaks vornehmen, um den Werkstofftyp zu bestätigen.

Der technische Liefervertrag muss den Substrattyp, anwendbare Normen und erforderliche Prüfungen festlegen. Es ist zu unterscheiden, ob die Norm GB/T 23615.1-2017 für PA66-Substrate gilt oder ob technische Kennwerte und Akzeptanzgrenzen für PA6 vereinbart werden, um spätere Qualitätsstreitigkeiten zu vermeiden.

Schlussfolgerung

Die mechanischen Unterschiede zwischen PA6GF25- und PA66GF25-Dämmstreifen liegen vor allem in der Kriechstabilität, der Ermüdungsfestigkeit, dem Erhalt der Tieftemperatureigenschaften und der dauerhaften Eingriffsverträglichkeit mit Aluminiumprofilen. Die statische Zugprüfung eignet sich nur als einfaches Screening-Verfahren, nicht als Grundlage zur Substraterkennung. Bei der Werkstoffauswahl und Bewertung ist eine ganzheitliche Beurteilung unter Berücksichtigung von Winddruckklasse, Einsatzklima, Gebäudehöhe, Auslegungslebensdauer und Abnahmekriterien erforderlich. Es ist ein vollständiges System aus Wareneingangsprüfung und Eigenschaftsbewertung aufzubauen.