Polytetrafluorethylen (PTFE) wird hauptsächlich durch zwei verschiedene Polymerisationsverfahren hergestellt: Suspensionspolymerisation und Dispersionspolymerisation. Diese Verfahren ergeben unterschiedliche Formen von PTFE - körnig/pelletiert und feines Pulver/Paste -, die jeweils für bestimmte industrielle Anwendungen geeignet sind. Bei der Suspensionspolymerisation entstehen größere PTFE-Partikel, die sich ideal für das Formpressen zu festen Komponenten eignen, während bei der Dispersionspolymerisation feinere Partikel entstehen, die für Beschichtungen oder kundenspezifische PTFE-Teile die dünne, gleichmäßige Schichten erfordern. Die Wahl zwischen den beiden Verfahren hängt von der beabsichtigten Anwendung ab, wobei beide die außergewöhnliche chemische Beständigkeit, die thermische Stabilität und die geringen Reibungseigenschaften von PTFE nutzen, die es in verschiedenen Branchen von der Luft- und Raumfahrt bis hin zu medizinischen Geräten unschätzbar wertvoll machen.
Die wichtigsten Punkte erklärt:
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Suspensionspolymerisation
- Verfahren: Wird in einem wässrigen Medium durchgeführt, in dem Tetrafluorethylen (TFE)-Gas unter Druck mit Initiatoren polymerisiert wird, wodurch grobe PTFE-Körner entstehen.
- Ausgang: Erzeugt körniges Harz, das zu frei fließenden Pellets für das Formen oder die Bearbeitung gemahlen werden kann.
- Anwendungen: Ideal für die Herstellung dickwandiger Komponenten wie Dichtungen und Industrielager durch Formpressen oder Extrusion.
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Dispersionspolymerisation
- Verfahren: Verwendet Wasser mit Tensiden, um eine kolloidale Dispersion von ultrafeinen PTFE-Partikeln (~0,2 μm Durchmesser) herzustellen.
- Ausgabe: Ergibt eine cremige Paste, die zu feinem Pulver koaguliert oder direkt für Beschichtungen verwendet werden kann.
- Anwendungen: Ermöglicht Dünnfilmbeschichtungen (z. B. Antihaft-Kochgeschirr) und die Herstellung von expandiertem PTFE (ePTFE) für Membranen oder Faseranwendungen.
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Nachbearbeitungsvarianten
- Suspensions-PTFE wird häufig nach dem Gießen gesintert, um die volle Dichte zu erreichen.
- Dispersions-PTFE kann mit Lösungsmitteln für die Pastenextrusion geschmiert oder mit Additiven für spezielle Formulierungen gemischt werden.
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Überlegungen zu den Materialeigenschaften
- Bei beiden Verfahren bleiben die Haupteigenschaften von PTFE erhalten: chemische Inertheit, thermische Stabilität (bis zu 260 °C im Dauereinsatz) und geringe Reibung.
- Aus Dispersion gewonnenes PTFE bietet eine bessere Gleichmäßigkeit für Präzisionsanwendungen, während Suspensions-PTFE eine höhere mechanische Festigkeit für tragende Teile bietet.
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Auswahlkriterien für Einkäufer
- Für Strukturbauteile wird in der Regel suspensionspolymerisiertes PTFE-Granulat bevorzugt.
- Dispersions-PTFE-Paste oder -Pulver wird für Beschichtungen, dünne Filme oder für die Herstellung von kundenspezifische PTFE-Teile die komplizierte Geometrien erfordern, durch isostatisches Pressen hergestellt werden.
Zusammenfassende Tabelle:
| Verfahren | Leistung | Wichtigste Anwendungen |
|---|---|---|
| Suspensionspolymerisation | Granuliertes/Pelletiertes PTFE | Dichtungen, Dichtungsringe, Industrielager |
| Dispersions-Polymerisation | Feines PTFE-Pulver/Paste | Beschichtungen, dünne Filme, expandiertes PTFE (ePTFE) |
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