Fluorpolymere als Grundlage für leistungsfähige Fluorkunststoffe.
Verlassen Sie sich auf unser Expertenwissen rund um Fluorpolymere.
Bei Fluorpolymeren sind die Wasserstoff-Atome [H] in der Ethylen-Kohlen-Wasserstoffkette [C-H2]n ganz oder teilweise durch Fluor-Atome [F] ersetzt. Demgemäß sind alle Polymere, in deren Strukturformel ein „F“ enthalten ist, der Fluorkunststoffgruppe zuzuordnen. Da die Fluor-Atome mit ihrem größeren Volumen (Atomgewicht = 19) gegenüber den Wasserstoff-Atomen (Atomgewicht = 1) wesentlich größer sind, bilden diese um die Kohlenstoffkette eine dichte und schützende Hülle und bewirken dadurch einen höchst wirksamen Schutz gegen chemische Angriffe. Die sehr stabile Bindung der Kohlenstoff- mit den Fluor-Atomen bewirkt zudem eine hohe thermische Festigkeit, sowohl im hohen Plus-Bereich als auch bei tiefen Temperaturen im Minus-Bereich.
TFMTM von Dyneon ist ein bekanntes Warenzeichen für „Modifiziertes PTFE“ und wird auch als die 2. Generation von PTFE (Polytetrafluorethylen) bezeichnet. Der Unterschied zum herkömmlichen PTFE besteht darin, dass bei TFMTM die Kettenlänge von PTFE auf ca. 1/5 verkürzt wurde und zusätzlich über ein Sauerstoffatom eine Seitenkette in die Molekülketten integriert wurde. Diese Modifikation wirkt sich hauptsächlich auf die mechanischen Eigenschaften des Materials aus. Insbesondere die Belastbarkeit auf Druck- und Zugbeanspruchungen erhöht sich um bis zu ca. 35 % und bewirkt hierdurch die Verringerung des sogenannten „Kaltflusses“ (hierbei handelt es sich um die Verformung eines Körpers bei der dauernden Einwirkung einer Druck-, Zug- oder Biegespannung). Dies ist insbesondere bei Flachdichtungen und bei der Formbeständigkeit bei erhöhten Einsatztemperaturen eine hoch geschätzte Eigenschaftsverbesserung. So kann oft auf den Zusatz von Füllstoffen, wie zum Beispiel von Glasfasern, verzichtet werden. Insbesondere dann, wenn die Anforderungen an die chemische Beständigkeit des Bauteils den Zusatz von Füllstoffen ausschließen. TFMTM und herkömmliches PTFE haben die gleichermaßen universelle chemische Beständigkeit. Andererseits können bei Bauteilen mit Füllstoffen, die anstatt PTFE das TFMTM als Basis haben, die Druckfestigkeit und die Abriebfestigkeit weiter erhöht werden.
Weitere Eigenschaftsverbesserung bei TFMTM gegenüber dem PTFE der 1. Generation ist die geringere Porosität. Dies ermöglicht die Verwendung von geringeren Wandstärken bei Dichtungen oder bei Isolatoren in der Elektrotechnik und Elektronik. Da TFMTM auch eine deutlich höhere Schweißbarkeit als PTFE besitzt, können auch wesentlich komplexere Konstruktionen, z. B. aus vorgefertigten, mehreren Einzelteilen, verwirklicht werden. Ein Beispiel bei Beichler & Grünenwald für solche Konstruktion sind diverse Carrier (Gestelle für die Wafer), die für den Einsatz in der Halbleitertechnologie oder in der Pharma- und Lebensmittelindustrie vorgesehen sind. Hier können durch das Zusammenschweißen von Bauteilen kritische Fügespalte vermieden werden.
PFA hat annähernd die gleichen Eigenschaften wie PTFE. Durch die kürzere Kettenlänge, ca. 1% verglichen mit Standard PTFE, wird eine niedrigere Schmelzviskosität erzielt und das Material dadurch – im Gegensatz zu PTFE – spritzgießfähig. Nachteilig sind die höhere Spannungsriss-Empfindlichkeit und die Permeation polarer, wässriger Medien oberhalb von ca. 180 °C.
PCTFE hat eine geringere chemische Beständigkeit als PTFE oder PFA. Auch die max. Dauergebrauchstemperatur ist geringer. Vorteilhaft sind die Spritzgießfähigkeit und die größere Härte gegenüber PTFE und PFA sowie die höhere Beständigkeit gegenüber energiereicher Bestrahlung. Die Permeabilität ist die geringste in der Gruppe der Fluor-Polymere.
PVDF ist ein teilfluorierter Kunststoff, der dennoch eine sehr gute chemische Beständigkeit aufweist. Dieses Material besitzt die beste Beständigkeit aller Fluorpolymere gegen energiereiche Bestrahlung. Eine Warmumformung unterhalb des Schmelzpunktes durch Biegen oder Prägen und Tiefziehen ist sehr gut möglich. Halbzeuge, die bei 130 °C getempert wurden, weisen besonders gute mechanische Festigkeitswerte auf. Die polare Struktur des Materials schließt aber eine Verwendung in der Hochfrequenztechnik aus.
Die hauptsächliche Verwendung ist die Herstellung von porendichten und korrosionsbeständigen Pulverbeschichtungen und Behälterauskleidungen. Temperatureinsatz von -75 bis 140 °C. Geeignet für die Herstellung von Formteilen im Spritzgießverfahren, insbesondere mit Glasfaserzusätzen.
Durch den speziellen, niedermolekularen Polymeraufbau wird die thermische Verarbeitbarkeit von ETFE im Vergleich zu PTFE stark verbessert. Jedoch sind die chemische Beständigkeit und die thermische Einsatzmöglichkeit auf den Bereich von -190 bis +155 °C eingeschränkt. Es ist ebenso geeignet für die Herstellung von Formteilen im Spritzgießverfahren.
PEEK ist ein hochfester Kunststoff mit ausgezeichneter Formstabilität und ist geeignet für den Einsatz bei höheren Temperaturen bis 250 °C Dauergebrauch. Das Material besitzt eine gute chemische Beständigkeit gegenüber Lebensmitteln, nichtoxidierenden Säuren, Laugen, Fetten und Ölen. Das Material ist spritzgießfähig und auch mechanisch durch Fräsen und Drehen sehr maßgenau bearbeitbar. Durch Zusätze von Grafit und PTFE erreicht man ein sehr gutes Gleitverhalten bei geringem Verschleiß. Weitere Vorteile sind die hohe Zugfestigkeit und ein hoher Elastizitätsmoduls.
POM ist ein Allrounder unter der Vielzahl der heutigen Kunststoffe. Die Wärmebeständigkeit reicht von -20 bis +130 °C und ist somit für allgemeine Maschinenelemente, Vorrichtungen und sonstige Konstruktionen geeignet, die mäßige Beanspruchungen aufweisen. Die Materialfestigkeitswerte entsprechen weitgehend Harthölzern von Buchen oder Eichen. Das Material ist spritzgießfähig und sehr gut durch Drehen und Fräsen mechanisch bearbeitbar. Da POM kein Wasser aufnimmt, ist in normaler Umgebung kaum eine Alterung erkennbar. Bei speziellen Verwendungen sollte ggf. die Beständigkeitsliste beachtet werden.