Polymerisation:

Chloroform reagiert mit Flusssäure zu Trifluormethylchloroform, das anschließend erhitzt wird, um das Monomer Tetrafluorethylen zu produzieren. Dieses Monomer wird durch Destillation oder Trocknung gereinigt, um Verunreinigungen zu entfernen. Es gibt zwei Hauptverfahren zur Polymerisation von Tetrafluorethylen: die Suspensionspolymerisation und die Emulsionspolymerisation.

• Suspensionspolymerisation: Tetrafluorethylen wird zusammen mit einem Initiator und einem Dispersionsmittel in Wasser gegeben. Durch Erhitzen entsteht körniges PTFE-Harz, üblicherweise mit einer Größe von 50 bis 500 Mikrometern. Die festen PTFE-Partikel werden anschließend durch Filtration abgetrennt. 
• Emulsionspolymerisation: Bei diesem Verfahren wird Wasser zusammen mit einem Emulgator als Medium verwendet. Das Ergebnis ist ein feines PTFE-Harzpulver mit einer Größe von typischerweise weniger als 1 Mikrometer. Die Emulsion wird gebrochen, anschließend koaguliert, gewaschen und getrocknet, um PTFE-Pulverharz herzustellen. 

Verarbeitungsmethoden:

Formpressen:
Das Prinzip besteht darin, das Pulver zu einer Vorform zu komprimieren und diese dann bei hohen Temperaturen zu sintern, um die Partikel zu schmelzen und miteinander zu verbinden. Anschließend wird durch Abkühlen die Form fixiert.

 

• • Sintern: Hohe Temperaturen führen dazu, dass PTFE-Partikel schmelzen und diffundieren und so eine kontinuierliche Struktur bilden. 
  • Schmelzen: Wenn die Temperatur 327 °C übersteigt, gehen PTFE-Partikel von einem kristallinen in einen amorphen Zustand über, wobei die Oberfläche schmilzt und eine „Fließschicht“ bildet. 
  • Konventionelles Formpressen: Pulver wird manuell in eine Form gegeben, dann gepresst und das Teil wird nach dem Öffnen der Form entnommen. 
  • Automatisches Formpressen: Der Prozess ist vollständig automatisiert und maschinengesteuert. 
  • Isostatisches Formen: Das Rohmaterial wird in eine flexible Form gegeben und mithilfe von Flüssigkeiten wie Wasser oder Öl wird ein gleichmäßiger Druck ausgeübt, um eine Umgebung mit gleichmäßigem Druck zu schaffen.
    

                                 

Dieses Verfahren eignet sich ideal für die Herstellung einfacher, dickwandiger Produkte wie Platten, Stäbe, Dichtungen und Scheiben. Das Verfahren ist einfach und kostengünstig und eignet sich für die Produktion kleiner Chargen, die Größe ist jedoch durch die Form begrenzt.

 

Extrusionsformen:
Das Prinzip besteht darin, mithilfe einer „Extrusionshilfe + Druck“ PTFE-Pulver bei Raumtemperatur kontinuierlich durch eine Form fließen und formen zu lassen, gefolgt von Entfetten, Sintern und Aushärten.

 

           Entfetten: Entfernt das Extrusionshilfsmittel, das bei 60–120 °C verdampft.

 

Dieses Verfahren wird typischerweise zur Herstellung langer, dünnwandiger Produkte wie Rohren, Kabelisolierungen und dünnen Stäben verwendet. Es ist effizienter als das Formpressen.

 

Imprägnierung Formgebung:
Bei diesem Verfahren wird die Fließfähigkeit der PTFE-Dispersion genutzt, die in das Substrat eindringt, dort haftet und aushärtet, um eine Verbindung mit diesem herzustellen. Poröse Materialien wie Gewebe oder Metallgewebe werden in die PTFE-Dispersion getaucht, wodurch eine durchgehende Beschichtung oder Verbundstruktur auf der Oberfläche oder in den Poren entsteht.

Es wird häufig zur Herstellung korrosionsbeständiger Filtergewebe, Hochtemperatur-Förderbänder und Verbunddichtungsmaterialien verwendet. Die Kontrolle der Gleichmäßigkeit der Beschichtungsdicke kann jedoch eine Herausforderung darstellen.

 

Streckformen:
PTFE wird bei einer bestimmten Temperatur gedehnt, um die dichte Kristallstruktur aufzubrechen, wodurch eine poröse Netzwerkstruktur (ePTFE) entweder in eine Richtung (uniaxial) oder in beide Richtungen (biaxial) entsteht.

Dieses Verfahren wird zur Herstellung künstlicher Blutgefäße, atmungsaktiver Membranen, Dichtungsbänder usw. verwendet.

Der Hauptvorteil besteht in der Möglichkeit, die Porosität und die mechanischen Eigenschaften zu steuern, wobei Prozessparameter wie Streckgeschwindigkeit und Temperatur einen erheblichen Einfluss auf die Leistung des Produkts haben.

 

Bearbeitung:
Nach dem Sintern kann der PTFE-Vorformling mithilfe von Verfahren wie Drehen, Fräsen und Bohren präzise bearbeitet werden, um die gewünschte Dicke und Form zu erreichen.

Dieses Verfahren wird zur Herstellung von Präzisionsdichtringen, kundenspezifischen Dichtungen, Lagern und mehr verwendet.

                                             

 

Zusammenfassung:

• Formpressen kontrolliert Produktgröße und mechanische Eigenschaften gut und ist daher ideal für hochfeste Teile mit gleichmäßiger Dichte. Durch isostatisches Formen wird im gesamten Material eine gleichmäßige Dichte erzeugt, wodurch es für hochfeste Anwendungen geeignet ist. 
• Extrusionsformen wird typischerweise für Rohre und Stangen verwendet und ist effizienter als das Formpressen. 
• Imprägnierformung ist flexibel und für kleine oder unregelmäßig geformte Produkte geeignet, die Beschichtungsdicke kann jedoch schwer zu kontrollieren sein. 
• Streckformen verbessert die mechanischen Eigenschaften und ermöglicht eine präzise Kontrolle der Porosität und Oberflächenqualität. 

Bearbeitung bietet hohe Präzision für komplexe Formen und Teile wie kundenspezifische Dichtungen und Lager.