PEEK vs. PTFE

PFA PTFE film foil

PEEK vs. PTFE

Hochleistungskunststoffe zeichnen sich vor allem durch ihre Temperaturbeständigkeit, aber auch durch ihre mechanischen Eigenschaften aus.

Sie werden häufig für Anwendungen gewählt, die eine gute chemische Beständigkeit, Leistung bei hohen Temperaturen, einen niedrigen Reibungskoeffizienten und eine hohe Festigkeit erfordern.

Sie finden sich in vielen anspruchsvollen Anwendungen in einer Vielzahl von Branchen wie Öl und Gas, Luft- und Raumfahrt, Nuklearindustrie und Chemie, aber wie entscheiden Sie, welches Material die für Ihre spezifische Anwendung erforderlichen Eigenschaften hat?

Obwohl sowohl PTFE als auch PEEK in ihren jeweiligen Bereichen gut etabliert sind, stellt sich häufig die Frage, welches Material für eine bestimmte Anwendung besser geeignet ist. OEMs müssen in der Regel eine Auswahl aufgrund der technischen Eignung treffen und müssen daher besser darüber informiert sein, wie diese Materialien im Vergleich zueinander abschneiden.

Was spricht für PTFE?

PTFE ist ein vielseitiger und kostengünstiger Werkstoff mit mittlerer Zugfestigkeit. Es hat sehr gute thermische Eigenschaften und eine ausgezeichnete chemische Inertheit, insbesondere gegenüber starken Säuren. Der Reibungskoeffizient ist ungewöhnlich niedrig und soll niedriger sein als bei allen anderen Feststoffen. PTFE ist ein hervorragender elektrischer Isolator über einen weiten Temperatur- und Frequenzbereich.

PTFE ist ein thermoplastischer Kunststoff. Aufgrund seiner hohen Viskosität kann PTFE jedoch nicht mit herkömmlichen Polymer-Verarbeitungstechniken verarbeitet werden. Daher wird PTFE durch Kaltverformung mit anschließender Wärmebehandlung (Sintern) verarbeitet, bei der die Polymerpartikel zu einem festen Formteil verschmelzen.

PTFE Folien werden von derartigen Blöcken geschält.

Einsatzgebiete von PTFE:

  • Pharma- und Medizintechnik
  • Chemieindustrie

Lieferformen von PTFE:

Platten, Rohre, Stäbe, Folien, Fertigteile

Eigenschaften von PTFE:

  • Hohe chemische Beständigkeit
  • Minimale Oberflächenspannung
  • schwer kleb- oder schweißbar

Was spricht für PEEK?

PEEK ist ein teilkristalliner Thermoplast mit hervorragenden mechanischen und chemischen Beständigkeitseigenschaften, die auch bei hohen Temperaturen erhalten bleiben. Es ist sehr beständig gegen thermischen Abbau sowie gegen Angriffe durch organische und wässrige Umgebungen.

PEEK wird von Halogenen und starken Säuren sowie von einigen halogenierten Verbindungen und aliphatischen Kohlenwasserstoffen bei hohen Temperaturen angegriffen. In konzentrierter Schwefelsäure löst es sich bei Raumtemperatur vollständig auf.

PEEK kann mit herkömmlichen Verfahren wie Spritzguss, Extrusion und Formpressen verarbeitet werden. PEEK ist ein wesentlich teureres Polymer, bietet aber einen Mehrwert durch die Möglichkeit, Teile herzustellen, die Eigenschaften wie geringes Gewicht, Festigkeit oder Zähigkeit und die Fähigkeit, länger in rauen Umgebungen zu überleben.

Einsatzgebiete von PEEK:

  • Automotive
  • Lebensmittelindustrie
  • Medizintechnik

Lieferformen von PEEK:

Platten, Rohre, Stäbe, Folien, Fertigteile

Eigenschaften von PEEK:

  • Hohe chemische Beständigkeit
  • Exzellente Gleitfunktion
  • Sehr hohe Temperaturbeständigkeit

PEEK vs. PTFE

PEEK und PTFE werden in 4 Bereichen verglichen:

  • Zugfestigkeit
  • Temperaturbeständigkeit
  • Verschleißfestigkeit
  • chemische Beständigkeit

PEEK vs. PTFE: Hohe Zugfestigkeit

Im Polymerbereich ist es schwierig, etwas Zäheres als PEEK zu finden. Es ist sogar so stark, dass für PEEK dieselben Bearbeitungsrichtlinien gelten wie für Metalle.
Diese Festigkeit ermöglicht den Einsatz von PEEK in Anwendungen wie Dichtungen und Autokomponenten – insbesondere dort, wo Metalle nicht verwendet werden können, aber eine metallähnliche Beständigkeit erforderlich ist.

PEEK vs. PTFE: Hohe Temperaturbeständigkeit

PEEK schmilzt bei etwa 400 Grad Celsius und ist in der Lage, in Umgebungen von 300-325 Grad zu arbeiten, ohne sich zu verformen. Während PTFE bis zu 250 Grad aushält, führt jeder Druck/jede Belastung auf PTFE bei dieser Temperatur unweigerlich zu Verformungen. Im Falle von PEEK erlaubt seine Härte den Einsatz in einer Umgebung mit hoher Belastung und hohen Temperaturen ohne Verlust der Formeigenschaften.

PEEK vs. PTFE: Hohe Verschleißfestigkeit

Auch hier gilt: Während sowohl PTFE als auch UHMWPE einen erheblichen Verschleiß verkraften, weist PEEK einen hohen PV-Wert auf und kann Verschleißerscheinungen auch unter rauen physikalischen und chemischen Bedingungen widerstehen.

PEEK vs. PTFE: Chemische Beständigkeit

PEEK ist zwar nicht auf dem gleichen Niveau wie PTFE, was die reine chemische Inertheit betrifft, weist aber eine Beständigkeit gegenüber vielen aggressiven Chemikalien auf, so dass es in korrosiven Umgebungen und unter schweren Lasten eingesetzt werden kann.
Kurz gesagt, die Fähigkeit von PEEK, unter rauen Bedingungen formstabil zu bleiben, macht es zu einem sehr gefragten Polymer. OEMs, die PEEK verwenden, tun dies wohlwissend, dass PEEK für die angebotenen Eigenschaften einzigartig und daher teuer ist.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass PEEK vor allem aufgrund seines  hohen Preises ein Nischenpolymer geblieben ist. Wäre es billiger – etwa zum Preis von PTFE – könnte es einen bedeutenden Teil des PTFE-Marktes erobern. PTFE ist bei Eigenschaften wie Reibungskoeffizient und Durchschlagfestigkeit immer noch viel besser als PEEK, aber wenn es um die reine Festigkeit geht, ist PEEK unter den Polymeren unübertroffen.

 

Share this post