PTFE, auch Teflon genannt, ist ein Antihaftmaterial, das häufig in Kochgeschirr und Schutzkleidung verwendet wird. Auch in der Industrie findet dieses vielseitige Material viele Anwendungsmöglichkeiten. Beispielsweise wird PTFE häufig in der Luft- und Raumfahrt, der Lebensmittel- und Getränkeherstellung, der Pharmazeutik und der Telekommunikation eingesetzt.
Reines PTFE ist ein reibungsarmes Material, das großen Temperaturschwankungen standhält und sich daher ideal für die Herstellung von antihaftbeschichtetem Kochgeschirr eignet. PTFE verfügt über eine extrem hohe Flexibilität und Dichte, sodass die Beschichtung mechanischer Teile mit einer PTFE-Beschichtung deren Haltbarkeit erheblich verbessern kann. PTFE ist chemisch äußerst stabil, in den meisten Chemikalien unlöslich und ungiftig, was ihm Vorteile im Labor, in der Medizin (z. B. als Katheterbeschichtung) und in der Lebensmittelherstellung verschafft. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Eigenschaften PTFE zu einem äußerst vielseitigen Material machen, das in nahezu allen Industriebereichen eingesetzt wird.
Aufgrund seiner hohen Flexibilität neigt PTFE bei starker Belastung zum Kriechen und zur Verformung. Durch die Zugabe von Füllstoffen kann dieser potenzielle Nachteil behoben und so die Vorteile beider Materialien kombiniert werden. Füllstoffe können auch die Wärmeleitfähigkeit verbessern und eignen sich daher besonders für Anwendungen, bei denen eine gute Wärmeableitung erforderlich ist. Der am häufigsten verwendete Füllstoff ist Glas, aber auch andere Materialien bieten bei bestimmten Anwendungen einzigartige Vorteile. Zu diesen alternativen Füllstoffen gehören Kohlenstoff, Graphit, Edelstahl, Molybdändisulfid, Bronze und Polyimid.
1. Glasfaserverstärktes PTFE
Der Zusatz von Glasfasern zu Polytetrafluorethylen (PTFE) verbessert seine Festigkeit und Haltbarkeit und verringert gleichzeitig seine Flexibilität und sein Kriechpotenzial. Glasfaserverstärktes PTFE arbeitet im gleichen Temperaturbereich wie reines PTFE und weist eine ähnliche chemische Inertheit auf.
Fluorotec bietet glasfaserverstärktes PTFE mit einem Glasfasergehalt von 5 % bis 60 % an. Eine Erhöhung des Glasfaseranteils verbessert die Haltbarkeit und Druckfestigkeit. Darüber hinaus kann glasfaserverstärktes PTFE in einer Inertgasatmosphäre gesintert werden. Dadurch wird die Kriechneigung und Porosität des Materials weiter reduziert. Glasfaserverstärktes PTFE ist abrasiver als reines PTFE, was bedeutet, dass es möglicherweise zu Verschleiß an angrenzenden Oberflächen führen kann.
2. Kohlenstoff-gefülltes PTFE
Mit Kohlenstoff-gefülltes PTFE bietet im Vergleich zu reinem PTFE eine höhere Druckfestigkeit, geringere Verformung unter hohen Belastungen und eine überlegene Abriebfestigkeit. Aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit von Kohlenstoff eignet es sich für Anwendungen, die eine höhere Wärmeleitfähigkeit als reines PTFE erfordern, und bietet außerdem die Fähigkeit zur elektrostatischen Ableitung. Kohlenstoff kann in Pulver- oder Faserform zugesetzt werden. Es kann etwas abrasiv sein, ist aber nicht so stark wie Glas.
3. Mit Graphit-gefülltes PTFE
Graphitgefülltes PTFE hat einige Vorteile mit gewöhnlichem kohlenstoffgefülltem PTFE (CF) gemeinsam, seine Abriebfestigkeit ist jedoch nicht wesentlich verbessert. Graphit verringert den Reibungskoeffizienten und mit Graphit gefülltes PTFE weist hervorragende selbstschmierende Eigenschaften auf. Es kann mit Kohlenstoff oder Glas oder sogar einer Mischung aus beiden verwendet werden, um die kombinierten Vorteile aller drei Füllstoffe zu erzielen.
4. Mit Edelstahl-gefülltes PTFE
Durch die Zugabe von Edelstahlpulver wird die Festigkeit und Belastbarkeit von PTFE deutlich erhöht. Es weist eine hervorragende Leistung bei hohen Temperaturen auf und macht PTFE mit Edelstahlfüllung ideal für Anwendungen mit Dampf und heißen Flüssigkeiten. Dieser PTFE-Typ eignet sich für eine Vielzahl mechanischer Anwendungen und kann auch in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie eingesetzt werden. Zu beachten ist die extreme Abriebfestigkeit, die sogar zu Abnutzung angrenzender Flächen führen kann.
5. Mit Molybdändisulfid (MoS2) gefülltes PTFE
Molybdändisulfid (MoS2) wird oft in Verbindung mit Glas oder Bronze als Füllstoff für PTFE verwendet, was zu einem glatteren und härteren Material führt. MoS2 verbessert außerdem die Druckfestigkeit und Abriebfestigkeit des Materials. Das resultierende Material eignet sich gut-für dynamische Dichtungen.
6. Mit Bronze gefülltes PTFE
Wenn die Anwendung eine gute thermische und elektrische Leitfähigkeit erfordert, kann bronzegefülltes PTFE ideal sein. Durch den Zusatz von Bronze zu PTFE wird außerdem dessen Abriebfestigkeit verbessert. Allerdings verringert Bronze die Anti-Haftfestigkeit und chemische Inertheit von PTFE; Diese Eigenschaften sollten im Hinblick auf ihre Bedeutung in Ihrer spezifischen Anwendung berücksichtigt werden. Aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften können auch andere Metalle wie Titan, Nickel oder Edelstahl als Füllstoffe ausgewählt werden.
7. Mit Polyimid-gefülltes PTFE
Polyimide sind eine Klasse synthetischer Polymere. Durch die Zugabe von Polyimiden kann PTFE mit einem niedrigeren Reibungskoeffizienten als alle oben genannten PTFE-Verbindungen hergestellt werden. Es ist nicht-abrasiv und daher ideal für die Verbindung mit weicheren Oberflächen wie Stahl, Aluminium oder anderen Kunststoffen. Daher eignet sich Polyimid-gefülltes PTFE besonders für Trocken-Anwendungen und häufige Start-Stopp-Anwendungen. Allerdings ist Polyimid der teuerste aller PTFE-Füllstoffe.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass gefülltes PTFE in verschiedenen Formen erhältlich ist, jede mit einzigartigen Vorteilen. Reines PTFE ist an sich ein vielseitiges und äußerst nützliches Material, dessen Eigenschaften durch Zugabe verschiedener Füllstoffe weiter verbessert und individuell angepasst werden können.
