PTFE-Verarbeitung und -Anwendungen

Was istPTFE?

Beginnen wir mit unserer Erkundung dessen, was PTFE eigentlich ist. Polytetrafluorethylen (PTFE) ist ein synthetisches Polymer, das aus den beiden einfachen Elementen Kohlenstoff und Fluor besteht. Es wird aus Tetrafluorethylen (TFE) gewonnen und besitzt einige einzigartige Eigenschaften, die es zu einem nützlichen Material für vielfältige Anwendungen machen. Zum Beispiel:

Sehr hoher Schmelzpunkt: Mit einem Schmelzpunkt von rund 327°C gibt es nur sehr wenige Situationen, in denen PTFE durch Hitze beschädigt werden würde.

Hydrophob: Durch seine Wasserbeständigkeit wird es nie nass, wodurch es sich zum Beispiel zum Kochen oder für Wundverbände eignet.

Chemisch inert: Die meisten Lösungsmittel und Chemikalien schädigen PTFE nicht.

Niedriger Reibungskoeffizient: Der Reibungskoeffizient von PTFE ist einer der niedrigsten aller existierenden Feststoffe, was bedeutet, dass nichts daran haften bleibt.

Hohe Biegefestigkeit: Dank seiner Fähigkeit, sich auch bei niedrigen Temperaturen zu biegen und zu verformen, kann es problemlos auf eine Vielzahl von Oberflächen aufgebracht werden, ohne seine Festigkeit zu verlieren.

Verarbeitung von PTFE

PTFE ist als Granulat, Dispersion und Feinpulver erhältlich. Teilkristallines PTFE weist eine hohe Schmelztemperatur und Schmelzviskosität auf, was die Extrusion und das Spritzgießen erschwert. Die Verarbeitung von PTFE ähnelt daher eher der Pulververarbeitung als der von herkömmlichen Kunststoffen.

Granuliertes PTFE wird in einer wässrigen Suspensionspolymerisationsreaktion hergestellt. Das resultierende Granulat wird häufig durch Formpressen in Form gebracht. PTFE-Dispersionen werden auf ähnliche Weise, jedoch mit zugesetzten Dispergiermitteln, hergestellt. Dispersionen können für PTFE-Beschichtungen verwendet oder durch Filmbeschichtung zu einem Dünnfilm verarbeitet werden. PTFE-Pulver wird in einer Emulsionspolymerisationsreaktion hergestellt. Das resultierende feine Pulver kann zu PTFE-Bändern, PTFE-Schläuchen und Kabelisolierungen extrudiert oder als Additiv zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit in anderen Polymerwerkstoffen eingesetzt werden.

Die 5 wichtigsten Anwendungsgebiete von PTFE

1. Anwendung von Korrosionsschutzeigenschaften

Gummi, Glas, Metalllegierungen und andere Werkstoffe sind aufgrund ihrer mangelnden Korrosionsbeständigkeit den extremen Bedingungen durch hohe Temperaturen, hohen Druck und chemische Einflüsse nicht gewachsen. PTFE hingegen weist eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf und hat sich daher zum wichtigsten korrosionsbeständigen Werkstoff für die Erdöl-, Chemie-, Textil- und weitere Industrien entwickelt.

2. Anwendung von Eigenschaften mit geringer Reibung bei Belastung

Ölschmierung ist für Reibungsteile mancher Anlagen ungeeignet, da Schmierfett durch Lösungsmittel aufgelöst werden kann und somit seine Wirkung verliert. Zudem müssen Produkte in der Pharma-, Lebensmittel-, Textil- und anderen Industriezweigen vor Schmierstoffrückständen geschützt werden. Daher hat sich PTFE-Kunststoff, dessen Reibungskoeffizient niedriger ist als der aller anderen bekannten festen Materialien, als idealer Werkstoff für die ölfreie Schmierung (direkte Lastaufnahme) von Maschinenteilen etabliert.

3. Anwendung in der Elektrotechnik und Elektronik

Aufgrund seiner geringen Verluste und niedrigen Dielektrizitätskonstante eignet sich PTFE hervorragend zur Herstellung von emaillierten Drähten für Mikromotoren, Thermoelemente und Steuergeräte. PTFE-Folie ist das ideale Isoliermaterial für Kondensatoren, Funkisolierungen, isolierte Kabel, Motoren und Transformatoren und gehört zudem zu den unverzichtbaren Werkstoffen für elektronische Bauteile in der Luft- und Raumfahrt sowie anderen industriellen Bereichen.

4. Anwendung in der Medizin

Expandiertes PTFE ist rein inert und sehr gut biologisch anpassungsfähig, verursacht daher keine Abstoßungsreaktionen im Körper, hat keine physiologischen Nebenwirkungen auf den menschlichen Körper, kann mit jeder Methode sterilisiert werden und besitzt eine multimikroporöse Struktur.

5. Anwendung von Antihaft-Eigenschaften

PTFE (Teflon) besitzt die niedrigste Oberflächenspannung aller festen Materialien und haftet daher an keiner Substanz. Darüber hinaus zeichnet es sich durch eine hervorragende Beständigkeit gegenüber hohen und niedrigen Temperaturen aus. Aus diesem Grund wird es häufig für die Antihaftbeschichtung von Pfannen verwendet.