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PTFE Dichtungen - Was ist Teflon (Polytetrafluorethylen)?
Was sind PTFE Dichtungen (unter dem Handelsnamen Teflon bekannt) genau? Dieser Frage wollen wir von Kofler – Dichtungen mit diesem Beitrag nachgehen und Ihnen die Eigenschaften und Einsatzgebiete von Polytetrafluorethylen (PTFE) näher bringen.
Teflon ist ein Markenname der amerikanischen Firma DuPont für den Kunststoff Polytetrafluorethylen (PTFE). Es handelt sich hierbei um ein Polymer aus Fluor und Kohlenstoff (Fluorkunststoff), das in den 1930er und 40er Jahren in den USA entdeckt und weiterentwickelt wurde. PTFE wird durch die Polymerisation des Gases Tetrafluorethylen hergestellt.
Die Fluor-Kohlenstoffbindungen sind chemisch äußerst stabil und somit inert. Zusätzlich führt der hohe Fluor-Gehalt (Fluoratomen) zu einer sowohl wasser-, als auch fettabweisenden Oberfläche, die nur eine äußerst geringe Reibung zeigt.
Daraus ergeben sich bemerkenswerte Eigenschaften, die in zahlreichen Anwendungen genutzt werden. Die Antihaftbeschichtung als Auskleidung in Töpfen und Teflonpfannen sowie die GoreTex Membran (hauchdünne atmungsaktive PTFE-Folien) sind sicherlich die bekanntesten Beispiele.
Aber auch in der Industrie und bei Dichtungen kommt Teflon sehr häufig zum Einsatz: insbesondere dann, wenn höchste Chemikalienresistenz oder hervorragende Gleiteigenschaften gefragt sind, werden komplette Dichtsätze eingesetzt. Welche weiteren Vorteile eine Abdichtung mit Polytetrafluorethylen zu anderen Kunststoffen hat, lesen Sie in den folgenden Absätzen. Lesen Sie über unser Know-How zu Dichtungen.
PTFE Dichtung - Was sind die Eigenschaften von Teflon ?
PTFE (Teflon) ist ein moderner Hochleistungskunststoff und das wichtigste Fluorpolymer. Seine Alleinstellungsmerkmale sind der extreme Einsatztemperaturbereich, die chemische Beständigkeit gegen aggressivste Chemikalien, die geringe Reibung (Gleitreibung) und die nicht-haftenden Eigenschaften als Dichtungsmaterial.
PTFE wird wie POM und PEEK in die Kategorie der Thermoplaste eingeordnet, d. h. es wird durch Erhitzen formbar. Eine neuere Entwicklung sind die gummielastischen Fluorkautschuke FPM (FKM, Markenname Viton) und FFKM (Markenname Kalrez). Sie vereinigen die Elastizität von Synthese-Kautschuk wie EPDM mit der chemischen Stabilität und Chemikalienbeständigkeit von PTFE.
Teflon - Physikalische Eigenschaften
Teflon ist ein hervorragender elektrischer Isolator und sehr kriechstrombeständig. Die Oberflächenspannung ist äußerst gering und somit lässt es sich nur sehr schwer benetzen, sodass es sowohl wasserabweisend und fettabweisend wirkt. Ähnlich wie die Silikone MVQ/VMQ weist PTFE eine hohe Gasdurchlässigkeit auf. Deshalb bieten sich PTFE und ePTFE sehr gut im Einsatzbereich der Lebensmittelindustrie an.
PTFE und seine mechanischen Eigenschaften
PTFE zeigt eine gute Schlagzähigkeit, ist aber relativ weich, wenig steif und von geringer Härte (Shore D 50-72).
Teflon hat herausragende Gleiteigenschaften: der Reibungskoeffizient ist sehr gering. Bemerkenswert ist, dass Haftreibungskoeffizient und Gleitreibungskoeffizient gleich groß sind. Das bedeutet, dass der Wechsel von Ruhe zu Bewegung ohne Ruck vonstattengeht.
Die Oberfläche von PTFE ist antiadhäsiv, es kann also nicht mit klebrigen Substanzen verbunden werden.
Die größte Schwachstelle von Teflon ist seine relativ geringe Verschleißbeständigkeit, hier kann es nicht mit z.B. NBR oder HPU solid mithalten, die eine hohe Beständigkeit vorweisen. Eine deutliche Verbesserung ermöglichen Füllstoffe wie Graphit oder Bronze in sogenannten Compounds (Verbundwerkstoffen).
Teflon hat eine gewisse Neigung zum Kriechen.
PTFE - Thermische Eigenschaften
PTFE ist thermisch äußerst stabil und behält seine mechanischen Eigenschaften im Temperaturbereich von -200°C bis zu hohen Temperaturen von +260°C. Bei höheren Temperaturen und in Bränden zersetzt sich PTFE zu giftigen und korrosiven Gasen.
Teflon weist eine äußerst hohe Resistenz gegenüber fast allen Chemikalien auf. Selbst konzentrierte Säuren, Laugen, Alkalien, Alkohole, Kraftstoffe, Lösungsmittel, Oxidationsmittel und Ozon können PTFE nichts anhaben. Es ist sehr witterungsbeständig. Nur die extremsten korrosiven Stoffe wie Fluor-Gas und geschmolzene Alkalimetalle greifen es an.
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PTFE - Biokompatibel
Durch die hohe chemische Stabilität wird PTFE als biokompatibel angesehen und gilt als physiologisch unbedenklich. Es gibt Qualitäten mit FDA Zulassung für Anwendungsbereiche in der Lebensmittelindustrie und in der Medizintechnik. Polytetrafluorethylen kann beispielsweise mit organischen und anorganischen Stoffen wie Glasfasern oder Graphit vermengt werden und daraus entstehen neue Produkteigenschaften, die sich in Härte, Abrieb und Druckfestigkeit unterscheiden. PTFE schützt auch Walzen und Kolben vor Korrosion.
Wird Polytetrafluorethylen mit organischen oder anorganischen Stoffen wie z. B. Graphit, Glasfasern oder Metallpulver vermischt, können Produkteigenschaften wie Härte, Abrieb- oder Druckfestigkeit weiter...
PTFE Dichtung kaufen - Was sind die Vorteile von Teflon?
PTFE ist ein sehr vielseitiger Werkstoff für die Dichtungstechnik und kann in beinahe allen Anwendungen für die Dichtung eingesetzt werden. Dies gilt von niedriger Temperaturbeständigkeit bis hin zu höchsten Temperaturen. PTFE-Flachdichtungen können bei Temperaturen von -200°C bis +260°C eingesetzt werden und bleiben im praktisch vollständigen pH-Wert-Spektrum stabil.
Es reagiert selbst mit den meisten der aggressivsten Chemikalien nicht und ist nicht entzündlich. Es ist stabil gegenüber Oxidationsmitteln und UV-Strahlung und altert, verwittert und korrodiert nicht.
Einziger Nachteil ist das mechanische Fließen und Kriechen unter Belastung, was regelmäßige Wartung nach sich ziehen kann.
PTFE Dichtungen - Wo werden Teflon Dichtungen eingesetzt?
PTFE Dichtungen kommen immer dann zum Einsatz, wenn gute Gleiteigenschaften, breite Temperaturbereiche und hohe Chemikalienresistenz gefordert sind. Die geringe Reibung macht Teflon zum idealen Werkstoff diverser Branchen, wenn dynamische Dichtungen benötigt werden (z. B. als Hydraulikdichtung und Pneumatikdichtung). Was sind Hydraulikdichtungen genau?
Auch bei mechanisch anspruchsvollen dynamischen Dichtungen wird PTFE eingesetzt: als Stangendichtung, Abstreifer oder Kolbendichtung. Die mechanische Belastbarkeit wird in solchen Fällen durch Füllstoffe verbessert, z.B. PTFE-Compounds wie PTFE-Bronze, PTFE-Kohle und PTFE-Mos².
In der Chemie- und Pharmaindustrie werden standardmäßig korrosive Chemikalien verarbeitet. Hier sind Dichtungen aus PTFE allgegenwärtig, denn gewöhnliche Gummidichtungen und Dichtungen aus Silikon würden angegriffen und zeigen unzureichende Standzeiten. PTFE-Dichtungen werden auch gerne bei Verschraubungen und Ventile eingesetzt, wie Turbinenbau und Wasserkraftwerke.
In der Lebensmittelproduktion kommen Teflondichtungen zum Einsatz, da es natürlich gegen saure Medien (z. B. Getränkeproduktion) stabil ist und es für die Verwendung zur Lebensmittelherstellung zugelassen ist. Zudem kann die Wärmeleitfähigkeit stark verbessert werden.
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