Materialeigenschaften von PTFE

ALLGEMEINES

Polytetrafluorethylen (PTFE-Teflon®, Dyneon®, Diakin®) ist das wichtigste Mitglied einer Gruppe von Fluorpolymeren mit einer Reihe von einzigartigen und nützlichen Eigenschaften, die kein anderes polymeres Material besitzt.

Die einzigartigen Eigenschaften von PTFE umfassen:
• Fast vollständig chemisch inert
• Außergewöhnliche thermische Stabilität
• Elektrische und dielektrische Eigenschaften
• Antihafteigenschaften
• Biegefestigkeit

Aufgrund dieser Eigenschaften ist der Anwendungsbereich für PTFE-Produkte möglicherweise sehr hoch, jedoch wird PTFE aufgrund von Kostenüberlegungen und Schwierigkeiten bei der Herstellung allgemein als Spezialmaterial für hochspezifische und anspruchsvolle Anwendungen angesehen.

STRUKTUR

PTFE ist ein lineares Kettenpolymer aus Tetrafluorethylen [TFE] mit der Wiederholungsstruktur [-CF2-] n. Das Molekulargewicht des Polymers ist sehr hoch und dies zusammen mit dem Schutzschild der Fluoratome um den Kohlenstoffkern herum liefert die Grundlage für die einzigartigen Eigenschaften von PTFE.

Verwandte Fluorpolymere
• Modifiziertes PTFE (Dyneon® TFM, Teflon® NXT) – Ein Copolymer von PTFE, bei dem eine geringe Menge (weniger als 1%) eines Comonomers wie Perfluorpropylvinylether in die PTFE-Kette eingebaut ist. Eigenschaften des Materials sind PTFE ähnlich, jedoch mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, verringerter Porosität und können selbstverschmolzen sein.
• PFA: Ein Copolymer von TFE und einem Perfluoralkylether. PFA hat viele der wünschenswerten Eigenschaften von PTFE und ist durchscheinend und schmelzverarbeitbar. Die maximale Arbeitstemperatur beträgt 260 °C.
• FEP: Ein Copolymer aus TFE und Hexylfluorpropylen. Zeigt viele der wünschenswerten Eigenschaften von PTFE. Hohe Klarheit und schmelzverarbeitbar. Maximale Arbeitstemperatur 200 °C.

CHEMISCHE BESTÄNDIGKEIT

In ihrem Betriebstemperaturbereich wird die chemische Inertheit von PTFE im Allgemeinen als vollständig angesehen.
Seltene Beispiele bekannter Reaktionen von PTFE sind:
• Leicht reversible Quellung von PTFE mit einigen fluorierten Kohlenwasserstoffen, Benzylchlorid, Dimethylformamid und Chlorethanen. Bei höheren Temperaturen können diese Substanzen einen mechanischen Abbau verursachen, indem sie in das Polymer diffundieren und die Struktur erweitern.
• Geschmolzene oder gelöste Alkalimetalle, wie Natrium in flüssigem Ammoniak und Natrium in einer Naphthalin-Tetrahydrofuran-Mischung, abstrahieren Fluor von der Oberfläche des Polymers, um ein schwarzes Finish (vermutlich Kohlenstoff) zu hinterlassen.
• Reaktionen mit Erdalkalien, Alkalimetalloxiden und -carbonaten bei Temperaturen über 350 °C wurden beobachtet.
• Reaktionen mit Fluor, einigen Fluorverbindungen und Chlortrifluorid wurden bei erhöhten Temperaturen und Drücken beobachtet.
• Gase, einschließlich Sauerstoff, Helium und Halogene, insbesondere Chlor und Brom, wurden als reversibel in PTFE ohne sichtbare chemische Reaktion diffundieren.
• Eine heftige Reaktion, wenn mit fein gepulvertem Aluminium gemischt und erhitzt wird.

PTFE – Das Material der Wahl, wenn es auf chemische Beständigkeit ankommt.

REINHEIT

Unbefüllte, ungefüllte PTFE-Materialien gelten als sehr hochrein.
Typische Werte:

Virginal PTFE und TFM können daher in Anwendungen eingesetzt werden, in denen sehr hohe Reinheitsgrade erforderlich sind, z. B. in der Spurenanalytik und in der Halbleiterherstellung.
• Gefülltes PTFE: PTFE ist mit einer Reihe von Füllstoffen wie Glasfaser und Kohlenstoff erhältlich, die zur Verbesserung bestimmter Eigenschaften von PTFE verwendet werden. Gefülltes PTFE hat nicht den gleichen Reinheitsgrad wie virginal PTFE.
• Aufbereitetes PTFE: Besteht aus reinem PTFE, gemischt mit einem sehr feinen Pulver aus gemahlenem PTFE-Schrott und wird verwendet, um die Kosten zu senken. Nachbehandeltes PTFE hat nicht die gleiche Reinheit wie virginal PTFE.
• Pastenextrudiertes PTFE: Durch Pastenextrusion verarbeitetes PTFE kann Rückstände enthalten, die aus dem im Extrusionsverfahren verwendeten Schmierstoff entstehen.
• PFA: hat eine homogenere Struktur als PTFE, kann eine bessere extrahierbare Leistung als PTFE aufweisen, dies kann jedoch durch die Möglichkeit einer Metallkontamination ausgeglichen werden, die von den Formwerkzeugen herrührt, die zur Verarbeitung von PFA verwendet werden.
• FEP: ähnliche Reinheitseigenschaften wie PFA.

LÖSLICHKEIT

PTFE wird im allgemeinen als vollständig unlöslich in allen Medien angesehen, außer unter sehr extremen Temperatur- und Druckbedingungen. Verunreinigung durch Auflösung ist bei der Verwendung von PTFE kein Problem.
Ausnahmen umfassen:
• Die Auflösung von PTFE wurde in Materialien wie cyclischen Polyfluorkohlenstoffoligomeren bei 300 °C bei Atmosphärendruck beschrieben.
• Unter geeigneten Bedingungen von Temperatur und Druck wurde eine Auflösung von PTFE in einigen Perfluorkohlenstoffen, Perfluorkohlenstoffethern, Schwefelhexafluorid und Kohlendioxid beobachtet. Die Auflösung von PTFE in diesen Arten von Lösungsmittel, gefolgt von der Ausfällung des Substrats, wurde verwendet, um spezialisierte Formen von PTFE herzustellen.
• Anschwellen von PTFE wurde mit Benzylchlorid berichtet, jedoch ohne chemische Reaktion.

PTFE – KEINE Auflösung ….. KEINE Verunreinigung

Teflon® ist eine eingetragene Marke von E.I. dupont de Nemours, Dyneon® ist eine eingetragene Marke von 3m.
Diakin® ist eine eingetragene Marke von Diakin Industries Ltd.

INDIVIDUELLE HERSTELLUNG

Wir sind spezialisierte Hersteller von PTFE-Produkten und produzieren kundenspezifische Produkte in einer unendlichen Vielfalt, um die Anforderungen der Labor- und Prozesschemie zu erfüllen. Die von LAB-PTFE® hergestellten Spezialprodukte werden auf der ganzen Welt angeboten, von Einzelanfertigungen bis hin zu kontinuierlichen Großserien. Unser Service umfasst die Lieferung von kundenspezifischen und OEM-PTFE-Produkten von einfachen Produkten bis hin zu Original-Design, Entwicklung, Produktprüfung und -bewertung sowie Verpackung.

Unsere Konstruktions- und Fertigungsstätte wird von den modernsten Bearbeitungs- und Formgebungsfähigkeiten unterstützt, die von unserem Team von Maschinenbauingenieuren, Chemieingenieuren und Chemikern unterstützt werden, die sich ausschließlich der Technologie der PTFE-Verarbeitung und der PTFE-Produktanwendung widmen.

FORMEN UND SCHMELZEN

Alle unsere PTFE-Materialien werden im eigenen Hause geformt, wobei wir eine Kombination aus Kompressions-, isostatischem und Schmelzgießen verwenden, um nahezu fertige Rohmaterialien sowie vollständig verarbeitete, nicht verarbeitbare und verkapselte Produkte zu erhalten. Die hauseigene Formgebung bis zur fertigen Fertigmaße reduziert die Material- und Bearbeitungskosten sowie die Rückverfolgbarkeit zu den Originalrohstoffen.

BEARBEITUNG

Unsere Bearbeitungsabteilung bietet Know-how in Fräsen, Drehen, Schleifen und CAD-CAM, unterstützt von einer Reihe von CNC-, Dreh-, Fräs-, Multi-Achsen-Maschinen und spezialisierten Prüfeinrichtungen. Die Verwendung von nahezu fertig geformten Formteilen reduziert die Maschinenlaufzeiten und führt zu erheblichen Kostensenkungen.

TECHNISCH

Unsere Forschungs- und Entwicklungsabteilung unterstützt Fertigungsprozesse, Anwendungen, neue Produkte und neue Technologien und ist mit einem eigenen Werkzeugraum, Labor- und Testeinrichtungen ausgestattet.

QUALITÄTSKONTROLLE UND -SICHERUNG

Als ISO9001: 2008 zertifizierte Organisation betreiben wir Standardarbeitsanweisungen für die Qualitätskontrolle und Rückverfolgbarkeit von Produkten.

Typische kundenspezifische Produkte und OEM-Produkte sind Hahnküken, Rührmagnete, Sensoren, Dichtungen, Sauger, Kolben, Reaktionsgefäße, Kryogefässe, Mikrotiterplatten, Stopfen, Ventile, Mikroreaktoren, Gaseinblasdüsen, In-Line-Filter, Adapter, Steckverbinder, Pumpenkörper, gekapselte Federn, Durchflussmesserkörper, Digestoren, ultrareine Behälter, Probenhalter, Hitzeschilder, Rührwellen, manipulationssichere Verschlüsse und Schmutzfänger.