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Hochleistungskunststoffe - Fluorkunststoffe

Polytetrafluorethylen (PTFE)

Auszug aus
Wolfgang Kaiser

Kunststoffchemie für Ingenieure

11/2015, 636 Seiten, € 39,99
ISBN: 978-3-446-44774-5
S. 415-416

PTFE ist ein hochteilkristalliner Kunststoff, der beim Erwärmen – in der Regel – nicht schmelzbar-flüssig, sondern nur gummiartig weich wird. PTFE ist extrem unpolar, daher haftfeindlich (antiadhäsiv) und kaum benetzbar. Sehr groß ist sein Temperaturanwendungsbereich. Die elektrischen Isoliereigenschaften sowie die chemische und Witterungsbeständigkeit sind ausgezeichnet. PTFE ist nahezu unbrennbar.

Eigenschaften

PTFE besitzt niedrige Festigkeit, Steifigkeit und Härte, aber gute Schlagzähigkeit. Ausgeprägt ist sein antiadhäsives Verhalten, d. h. auf seiner Oberfläche haften andere, auch klebrige Stoffe nicht und es wird von Flüssigkeiten nicht benetzt. PTFE besitzt ausgezeichnete Gleiteigenschaften. Die Verschleißfestigkeit ist dagegen mäßig, kann aber durch Füllstoffzusätze, wie Graphit- oder Bronzepulver, verbessert werden. Zudem neigt es zum Kriechen.

Seine Einsatzgrenzen liegen von -200 bis 250 °C Dauertemperatur, kurzfristig bis 300 °C; Kristallitschmelzpunkt 327 °C. Beim Erhitzen über 400 °C tritt Zersetzung unter Bildung gesundheitsschädlicher Dämpfe ein. PTFE ist undurchsichtig weiß, in dünner Schicht durchscheinend.

Druckschläuche auf PTFE-Basis kommen beispielsweise in Rauchgas- Entschwefelungsanlagen zum Einsatz

Ausgezeichnet sind sämtliche elektrische Isoliereigenschaften; aufgrund seiner unpolaren Struktur ist es für die HF-Technik bestens geeignet. Auch die Kriechstromfestigkeit ist sehr gut. PTFE ist gegenüber allen üblichen Chemikalien beständig, es wird nur von geschmolzenen Alkalimetallen und Fluor angegriffen. Die Feuchteaufnahme ist fast Null. Es ist auch gegenüber Witterungseinflüssen und Spannungsrissbildung sehr gut beständig. Seine Gasdurchlässigkeit ist relativ hoch (atmungsaktive Folien).

Verarbeitung

PTFE lässt sich nicht nach den üblichen Verfahren für die Formung von Thermoplasten verarbeiten. Die Formgebung geht von PTFE-Pulver oder Dispersionen bzw. Pasten aus. Angewendet werden: Pressen und Sintern, Sintern unter Druck bzw. mit Nachdruck für die Herstellung von Blockmaterial und Formteilen, z. B. Press-Sintern und Schlagpressen. Ferner die Kolbenextrusion, sog. „Ram-Extrusion“, zur Herstellung von Stäben, Bändern, Rohren und anderem Strangmaterial; durch Verdichten und Sintern von Pulver und Pasten („Pasten-Extrusion“), z. B. unter Zuhilfenahme vonverdampfenden Ölen. Zur Herstellung von Beschichtungen werden PTFE-Dispersionen gespritzt oder durch Tränken oder Tauchen verarbeitet. Folien werden durch Schälen von Blockmaterial, Formteile auch durch Zerspanung von Blockmaterial hergestellt. Hochleistungsfasern erhält man durch 1000-fache Verstreckung von PTFE-UHMW. PTFE ist nur nach chemischer Vorbehandlung klebbar und nur durch Pressschweißen bei 370 bis 390 °C zu verbinden. PTFE und die anderen Fluorkunststoffe zersetzen sich beim Erwärmen auf über 400 °C rasch unter Bildung stark aggressiver, giftiger Gase (PTFE-Zersetzung hauptsächlich durch Depolymerisation, bei PVDF vor allem Abspaltung von Flusssäure, HF; ähnlich wie Chlorwasserstoff, HCl, bei PVC). Bei der Verarbeitung (incl. Spanen) sind daher unbedingt die Arbeitsschutzvorschriften zu beachten, und die Maschinen und Werkzeuge müssen aus korrosionsbeständigen Materialien bestehen.

Anwendungsbeispiele

Industrie

Auskleidungen für Behälter, chemische Apparate, Ventile, Hähne, Pumpen, Filterkörper, chemisches Laborgerät, Beschichtungen mit abweisender Oberfläche und Transportbänder (z. B. für klebrige oder heiße Güter in der Klebstoff-, Lebensmittel-, Kunststoffschweiß-, Gummitechnik)

Maschinenbau

Lager, Dichtungen und Gewindedichtbänder, Dehnungselemente, Faltenbälge, Kolbenringe, Armaturen.

Elektrotechnik

Elektrische Isolierteile (z. B. Flächenheizleiter), Schalterteile für Hochspannung, Draht- und Kabelisolierungen. PTFE-Ionomermembranen für Fuel-cells.

Bauwesen

Auf- und Gleitlager zum Verschieben von Bauwerken (z. B. Brücken).

Haushalt

Antiadhäsive Beschichtungen für Bratpfannen, Backformen, Bügeleisen.

Auszug aus
Wolfgang Kaiser

Kunststoffchemie für Ingenieure

11/2015, 636 Seiten, € 39,99
ISBN: 978-3-446-44774-5
S. 415-416
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