Teflon bezeichnet das chemische Material Polytetrafluorethylen (mit PTFE abgekürzt). Der Stoff ist unverzweigt, linear aufgebaut und bildet ein teilkristallines Polymer mit Fluor und Kohlenstoff.
Die Entdeckung von Teflon
Die Entdeckung von PTFE geht auf einen Chemiker namens Dr. Roy J. Plunkett zurück, der den Stoff 1938 zufällig entdeckte. Er suchte nach einem neuen Kühlmittel für Kühlschränke stellte Tetrafluorethen, dass er in Gießform in Zylindern aufbewahrte. Über Nacht kam es zur sogenannten Polymerisation. Plunkett entdeckte das Material als kleine, farblose Krümel auf dem Boden des Gefäßes. Im Laufe seiner weiteren Experimente stellte er die hohe Beständigkeit und abweisenden Eigenschaften gegenüber den meisten chemischen Stoffen fest. 1941 meldete er das Patent auf den Stoff an. Bis heute hält sich das Märchen, wonach PFTE speziell für die Raumfahrt entwickelt wurde.
Die positiven Eigenschaften von Teflon
Das Material ist sehr robust gegen chemische, thermische und elektrische Einflüsse, er ist zum Beispiel nur schwer entflammbar, wasserdicht, sehr wärme- und kältebeständig bei Temperaturen von -200 Grad Celsius bis +200 Grad Celsius, sowie elektrisch nicht leitend. Der Kunststoff ist außerdem hautfreundlich und auch sonst physisch unbedenklich.
Der Kunststoff hat eine milchig weiße Farbe und eine wachsartige Substanz. PTFE wird in Blöcken hergestellt. Je nach Einsatz werden bestimmte Füllstoffe beigemischt. PTFE kann nicht ohne Weiteres geklebt werden, weil er spezielle anti haftende Eigenschaften besitzt und muss daher mit anderen Stoffen kombiniert werden, das sogenannte „Compounding“, die die gewünschte Oberfläche leicht an ätzen, um das Teflon darauf anbringen zu können. Meistens wird es aber mit hohem Druck auf der jeweils gewählten Oberfläche angebracht. Es gibt nahezu keine Stoffe, die an Teflon haften bleiben, weswegen es so gerne als Beschichtung für Pfannen oder andere Küchengeräte verwendet wird. Aufgrund seiner Oberflächenspannung weist Teflon nahezu alles ab, zum Beispiel Öl, Alkohol und Benzin, sämtliche Hydraulikmedien, aber auch viel aggressivere Chemikalien. Deshalb wird es sogar als Material zur Beschichtung von Uranbehältern gebraucht.
Heutzutage steckt Teflon überall drin: in Kleidung, Dichtungen, Medizintechnik, zum Beispiel Implantaten, Brillengläsern und in Mikrochips, sogar in Raumfahrzeugen. Mehr dazu hier. Teflon ist, von der Pfanne aus Versehen abgekratzt, nicht giftig. Allerdings bei mehr als 202 Grad hochgiftig. Bereits geringe Mengen können Kleinstlebewesen umbringen.
Einsatzgebiete von Teflon
In der Dichtungstechnik wird PTFE oft als Basiscompound eingesetzt, zum Beispiel als Wellendichtring, Nutring, Faltenbalg, Dichtungsband oder Schläuche für Schraubverbindungen für Maschinen, aber auch für den Rohrleitungsbau, und vor allem im Sanitärbereich. Im Lebensmittelbereich wird PTFE vor allem für die Dichtung von Maschinengehäusen, sowie Gehäusen und als Silodeckel verwendet, aufgrund der hervorragenden abdichtenden Eigenschaften. Aber auch als Filter, Trockner oder Mischer kommt PTFE zum Einsatz. Auch die Medizintechnik ist ein beliebtes Einsatzgebiet des robusten Materials. Aufgrund der im unerhitzten Zustand physiologischen Unbedenklichkeit kommt PTFE in naher Verbindung mit Lebensmitteln oder Arzneiprodukten häufig infrage. PTFE hat einen sehr geringen Reibungskoeffizienten und bedarf für ein reibungsfreies Gleiten keinerlei Schmiermittel, was wiederum kostengünstig ist. Der „Slip-Stick-Effekt“, also ein wenn sich zwei Materialien gegeneinander bewegen, ist bei PTFE so gut wie gar nicht vorhanden. Diese gleitenden Eigenschaften kommen vor allem bei Gleitlagern oder Transportbändern zum Einsatz.
Wie wird Teflon in Dichtungen angewendet?
PTFE ist kaum elastisch, weshalb es mit anderen chemischen Verbindungen gemischt werden muss, das sogenannte „Compounding“. Bei Dichtungselementen wird also mit elastischen Vorspannelementen gearbeitet, die die PTFE-Elemente aktivieren.
Warum ist Teflon bei gerade bei Dichtungen so beliebt?
PTFE wird häufig in sogenannten Flachdichtungen verwendet, also statische Dichtungen, die im Maschinen- oder Rohrleitungsbau zwischen zwei Flanschen verbaut werden. Auch hier profitiert man von der nahezu universellen chemischen Beständigkeit von PTFE. Sie bedürfen außerdem einer sehr geringen Flächenpressung, da sie sehr anpassungsfähig sind. Bei PTFE-Dichtungen kommt es selten zu Rissen unter Spannung. Aufgrund ihrer anti-haftenden Eigenschaften garantiert eine sehr einfache Demontage.
Welche Nachteile hat Teflon?
PTFE hat neben unzähligen Vorteilen auch gewisse Nachteile. Zum Beispiel eine Neigung zu Kaltfluss. So wird die irreversible Deformation von Material unter Druck genannt. Dazu neigt PTFE aufgrund seiner nicht-flexiblen Eigenschaften, was ein großer Nachteil bei Dichtungen ist. Dies wird durch das Verwenden der sogenannten „Compounding-Stoffe“, zum Beispiel Bronze, Grafit, Keramik oder Glas ausgeglichen, die das Material flexibler machen.
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