Polytetrafluorethylen

Kurzzeichen PTFE, gelegentlich auch Polytetrafluorethen oder -äthylen ist ein vollfluoriertes Polymer. Umgangssprachlich wird dieser Kunststoff oft mit dem Handelsnamen Teflon der Firma DuPont bezeichnet. Weitere häufig verwendete Handelsnamen anderer Hersteller von PTFE sind Dyneon PTFE (ehemals Hostaflon) und Gore-Tex für PTFE-Membranen.

PTFE gehört zur Klasse der Polyhalogenolefine, zu der auch PCTFE (Polytrifluormonochlorethen) gehört. Es gehört zu den Thermoplasten, obwohl es auch Eigenschaften aufweist, die eine eher für duroplastische Kunststoffe typische Verarbeitung bedingen.

Entgegen einer weitläufigen Meinung ist PTFE kein Nebenprodukt der Raumfahrt, die erst 1957 begann. Es wurde bereits 1938 von dem Chemiker Roy Plunkett durch Zufall entdeckt, als er auf der Suche nach Kältemitteln für Kühlschränke mit Tetrafluorethylen (TFE) experimentierte und eines Morgens statt Gas nur noch weiße Krümel in der Flasche fand.

Das Gas hatte sich in PTFE umgewandelt. Nach seinem Entdecker heißt das noch heute gebräuchliche Herstellungsverfahren Plunkett-Verfahren. Dabei wird die Polymerisation bei hohem Druck mit Peroxiden eingeleitet. 1941 erhielt DuPont das Patent auf PTFE. Über fünf Jahre schien eine technische Nutzung der Entdeckung unmöglich, da die Herstellkosten zu hoch waren und keine Anwendung für das so inerte Material gesehen wurde.

Im Jahre 1943 standen jedoch die Macher des Manhattan-Projektes vor einem unlösbaren Problem. Sie mussten mit dem extrem korrosiven Uranhexafluorid umgehen und fanden kein geeignetes Behältermaterial. Da entsann man sich des PTFE und es fand erstmals technische Verwendung als Korrosionsschutz beim Atombombenbau.

Später beschichtete der französische Chemiker Marc Grégoire seine Angelschnur mit Teflon, um sie leichter entwirren zu können. Seine Ehefrau Colette kam 1954 auf die Idee, Töpfe und Pfannen zu beschichten.

Wegen seiner chemischen Trägheit wird PTFE als Beschichtung dort eingesetzt, wo aggressive Chemikalien vorkommen. Schon bei Aufbereitung von Uran für die ersten Atombomben (Manhattan-Projekt) wurde das sehr reaktionsfähige Uranhexafluorid in PTFE-beschichteten Gefäßen aufbewahrt. Im Bereich der Dichtungstechnik wird PTFE als Basiscompound in vielen Anwendungen eingesetzt. Insbesondere im Bereich: Wellendichtring (Produktmarken hierfür sind beispielsweise Simmerring und Radiamatic) Nutring Faltenbälge Weiterhin wird PTFE auch im Chemieanlagenbau als Auskleidungswerkstoff für Kompensatoren, Rohrleitungen und Kolonnen eingesetzt.

Die gängigste Verarbeitungsform bei der Auskleidung ist die isostatische Vorgehensweise. Hierbei wird das PTFE unter hohem Druck an die Wände des auszukleidenden Aggregates gepresst. Die vielfältigen und relativ einfachen Möglichkeiten der Compoundierung ermöglichen spezielle Mischungen für zahlreiche Anwendungen, die in diversen Parametern (beispielsweise Druck, Oberflächengüte, Geschwindigkeit etc.) differieren können. Durch seine geringe Reibung ist PTFE als Beschichtung für Lager und Dichtungen interessant. In der Medizin wird PTFE beispielsweise bei Implantaten verwendet. Zum einen sorgt seine chemische Beständigkeit für eine lange Lebensdauer und gute Verträglichkeit, zum anderen verringert die glatte Oberfläche die Entstehung von Blutgerinnseln. Aufgrund dieser Verträglichkeit findet es auch immer mehr Anwendung als Piercing-Schmuck – wobei hier darauf geachtet werden sollte, dass der PTFE-Schmuck für den Einsatz im/am Körper hergestellt wurde, da es bei „industriellem“ PTFE immer zu chemischen Rückständen durch das Sintern kommen kann.

Durch den Einsatz von Piercing-Schmuck aus PTFE als Ersteinsatzmaterial werden wesentlich kürzere Abheilzeiten erreicht als vergleichsweise bei Verwendung von Titan. Aufgrund der mechanischen Eigenschaften ist PTFE nicht ringförmig für den Piercingbereich geläufig, sondern ausschließlich in Stabform im Einsatz. Durch die extrem hohe Wärmebeständigkeit kann PTFE im Gegensatz zu anderen Kunststoffen ohne Probleme im Autoklaven dampfsterilisiert werden und ist somit ein hervorragendes Ersteinsatzmaterial. In der Optik wird Teflon als Linsenmaterial eingesetzt, da es im fernen Infrarotbereich transparent ist. Aber auch bei Brillengläsern wird Teflon als Beschichtung eingesetzt, um diese einfacher zu reinigen und kratzunempfindlicher zu machen.

Im Bereich der Hochfrequenztechnik ist PTFE aufgrund seiner geringen Dielektrizitätskonstante ein beliebter Werkstoff beispielsweise für Kabelisolationen. Und auch im Hygienebereich ist PTFE zu finden, zum Beispiel als Zahnseide. Das Material wird auch bei Munition eingesetzt. PTFE wird auch im Brückenlagerbau als Gleitwerkstoff eingesetzt. Bei Computermäusen werden die "Mausfüßchen" ebenfalls aus PTFE hergestellt. Dies soll den Reibungswiderstand der Maus herabsetzen und somit eine komfortablere Führung gestatten.

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