Polytetraflourethylen (PTFE)

Partikelgrößenverteilung von Polytetrafluorethylen (PTFE)-Pulver

Der Kunststoff Polytetraflourethylen (PTFE), auch bekannt unter dem Handelsnamen Teflon®, ist ein teilkristallines Polymer, das extrem unpolar und daher haftfeindlich und kaum benetzbar ist. Ausgezeichnete Gleiteigenschaften, sein großer Temperaturanwendungsbereich, elektrische Isoliereigenschaften und die Beständigkeit gegen Witterung, UV-Strahlung und chemische Einflüsse machen es zu einem vielseitig einsetzbaren Werkstoff. Neben der Anwendung als Antihaftbeschichtung in Haushaltswaren wie bei Pfannen, Backformen oder Bügeleisen findet PTFE im Chemieanlagenbau als Auskleidungswerkstoff von Rohrleitungen, Behältern oder Kompensatoren Verwendung.

Auch in der Dichtungstechnik, als Gleitwerkstoff in Lagern und in durch Reibung beanspruchten Bauteilen, zur Isolation in der Hochfrequenz- und Hochspannungstechnik oder als klimaregulierende Membran in Textilien wird PTFE eingesetzt. Aufgrund der hohen Lebensdauer, der glatten Oberfläche und guten Biokompatibilität sind auch medizinische Anwendungen als Implantate verbreitet, z.B. als Gefäßprothesen. Der eher mäßigen Verschleißfestigkeit kann durch Compoundierung mit Füllstoffen, wie Graphit- oder Bronzepulvern, entgegengewirkt werden. Ebenso lassen sich durch weitere Mischung und Aufbereitung die Eigenschaften hinsichtlich Anwendung und Weiterverarbeitung gezielt optimieren. Als Compoundierungsadditiv eingesetzt, lassen sich durch PTFE auch die Eigenschaften anderer Materialien modifizieren.

PTFE besteht aus Fluor und Kohlenstoff und wird unter Druck aus Tetrafluorethylen (TFE) polymerisiert. Die Polymerisation kann als Emulsions- oder Suspensionspolymerisation ablaufen. Das Polymer selbst ist dabei linear aufgebaut. Je nach Reaktion und Bedingungen ergeben sich unterschiedliche Molekül- und Partikelgrößen. Die Emulsionspolymerisation bildet PTFE als Feinpulver aus der wässrigen Phase mit Partikeln von ca. 400 µm bis 600 µm Größe. Bei der Suspensionspolymerisation entstehen unregelmäßig geformte, granulare PTFE-Körner von ca. 300 µm bis 3.000 µm. Im Zuge der Weiterverarbeitung wird das Ausgangsmaterial je nach Einsatzgebiet und Formgebungsverfahren auf gewünschte Feinheiten von ca. 10 µm bis 100 µm vermahlen oder für eine bessere Rieselfähigkeit und Dosierbarkeit agglomeriert und liegt dann als Pulver mit Partikelgrößen im Bereich von 100 µm bis 700 µm und einer möglichst engen Kornverteilung vor.

Die Partikelgrößenanalyse von PTFE ist angesichts der besonderen Eigenschaften eine anspruchsvolle Aufgabe. Da PTFE schwer zu benetzen und somit nass nur sehr aufwendig zu dispergieren ist, kommen hier die besonderen Stärken der RODOS-Trockendispergierung zum Tragen. Durch einen effizienten Energieeintrag mit Hilfe von Druckluft und einer Dispergierung im Aerosolfreistrahl gelingt die Partikelvereinzelung für die trockene Laserbeugungsanalyse zuverlässig und reproduzierbar.