Komplexe Geometrien sind realisierbar

PFA ist ein vollfluoriertes Copolymer aus Tetrafluorethylen (TFE) und Perfluorvinyl-ether (PPVE). Es zeichnet sich durch hohe Reinheit und einen sehr großen Dauergebrauchstemperaturbereich von -200 bis +260 °C aus und verfügt zugleich über eine nahezu universelle Chemikalienbeständigkeit. Mit einem Sauerstoffindex (LOI) größer 95 % ist der Werkstoff unter normalen Bedingungen nicht entflammbar. PFA verfügt über sehr gute elektrische und dielektrische Eigenschaften – der elektrische Durchgangswiderstand beträgt 1018 Ω/cm und die dielektrische Konstante 2,1.

Als Ergänzung bzw. produkttechnische Weiterentwicklung zum bisherigen Standard-PFA stellt der Fluorpolymerhersteller Dyneon mit dem PFA-Fluorthermoplast der T-Serie einen Werkstoff mit verbessertem Eigenschaftsbild vor. Bevorzugte Anwendungen sind Korrosionsschutzauskleidungen von Armaturen, Pumpen sowie Schlauchanwendungen in der chemisch-pharmazeutischen Prozessindustrie.

Die nun von Dyneon in zwei verschiedenen Fließfähigkeiten – Schmelzindex 2 sowie 5 – erhältlichen PFA-T-Typen zeigen gegenüber Standard-PFA sowohl verarbeitungstechnische, aber auch anwendungsrelevante Vorteile auf. Der Werkstoff verbindet gute thermoplastische Verarbeitbarkeit und leichte Entformung im Transfer-Moulding-Verfahren mit verbesserter Spannungsrissbeständigkeit und hoher Oberflächengüte. Das kann dazu beitragen, die einwandfreie Funktion von Innenauskleidungen und Armaturenkomponenten deutlich zu verlängern.

Diese Vorteile nutzt man auch bei der Richter Chemie-Technik GmbH in Kempen. Das Unternehmen produziert kunststoffausgekleidete Magnetkupplungs- und Gleitringdichtungspumpen, Armaturen sowie Stellventile.

Richter verarbeitet sowohl PFA als auch PTFE. Beide Werkstoffe sind in ihrer chemischen und thermischen Beständigkeit sehr ähnlich und ergänzen sich häufig in Praxisanwendungen. Als thermoplastisch verarbeitbarer Werkstoff gewährleistet PFA häufig eine wirtschaftlichere Fertigung, insbesondere bei größeren Stückzahlen. Die Transparenz des Werkstoffes, bei der neuen Formulierung noch einmal erhöht, vereinfacht die optische Qualitätssicherung erheblich. Die glattere Oberfläche des PFA-6502-T-Flurothermoplast im Vergleich zu Standard-PFA verhindert Ablagerungen und erleichtert die Reinigung. Dieser Eigenschaftsvorteil spielt insbesondere bei Bauteilen in Pharma- und Reinstmedienanwendungen eine Rolle und kann dazu beitragen, die Produktionsqualität zu erhöhen oder den Aufwand notwendiger Reinigungsprozesse aufgrund einer leichteren Abreinigbarkeit der PFA-Oberflächen zu reduzieren. Das PFA von Dyneon verfügt darüber hinaus über eine verbesserte Spannungsrissbeständigkeit.

Richter Chemie-Technik setzt PFA 6502 T beispielsweise zur Auskleidung von Magnetkupplungspumpen der Baureihe MNK ein. Diese Pumpen werden speziell bei Chemikalien verwendet, die hoch korrosiv und oftmals gleichzeitig auch heiß, toxisch oder anderweitig umweltbelastend sind. Die MNK-Pumpen sind hermetisch dicht und bewältigen Förderströme bis 300 m³/h, 100 m Förderhöhe und Temperaturen bis 200 °C. Zunehmend werden die MNK-Pumpen aber auch bei weniger schwierigen Applikationen eingesetzt, weil sie aufgrund ihrer robusten Kons-truktion und dank der trockenlaufoptimierten Safeglide-Plus-Gleitlager aus Rein-SiC sehr wartungsarm und langlebig sind.

Aber auch für die Auskleidung von Armaturen und Stellventilen ist PFA-6502-T-Fluorthermoplast ein geeigneter und praxisbewährter Werkstoff (Beispiel: Kugelhahn Baureihe KN bis DN 200 und Regelventil RSS bis DN 100).

Durch das Material konnte besonders bei geometrisch komplizierten Teilen wie Laufrädern oder Ventilgehäusen eine deutlich bessere Entformbarkeit festgestellt werden. Dies wirkt sich durch Verlängerung der Standzeiten von Werkzeugen, Verkürzung von Prozessschritten und anderen Vorteilen positiv auf die Effizienz in der Produktion aus. Auch die Temperaturstabilität des Werkstoffes erhöht die Qualität der Produkte: Weniger Verfärbungen in der Auskleidung als Folge von hohen Temperaturen ermöglichen einen hohen Qualitätsstandard für Anwendungen in der Pharma- und Reinstchemie.

Im Gegensatz zu PTFE, das für Auskleidungen meist isostatisch verpresst und gesintert wird, verarbeitet Richter das thermoplastisch verarbeitbare PFA mittels Transfer-Moulding (Transferpressen). Auch die PFA-Typen der T-Serie werden so in Form gebracht. Damit kann Richter exakt definierte Wandstärken auch bei sehr komplexen Geometrien und mit wiederholbarer Genauigkeit herstellen.

Im Vergleich zu Standard-PFA zeigen die Fluorpolymer-Werkstoffe PFA 6502 T und PFA 6505 T unter Temperatureinfluss ein konstanteres Fließverhalten. Darüber hinaus kann die Neigung zu temperaturbedingter Verfärbung in hohem Maße reduziert werden. Dies verdeutlicht die gute Thermostabilität des Materials bei Anwendung der empfohlenen Verarbeitungstemperaturen. Die leichtere Entformbarkeit gewährleistet spannungsärmere Bauteile und die Realisierung auch komplexerer Geometrien. Erhöhte Prozesssicherheit beim Verarbeiter sowie Endartikel in homogener, reproduzierbarer Qualität sind die Folge. In Ergänzung zu dieser prozesssicheren Verarbeitung profitiert der Endanwender von Bauteilen mit einer – gegenüber Standard-PFA – erhöhten Wechselbiegefestigkeit (dem sog. „Flex-Life“) und Spannungsrissbeständigkeit. Das Biege-E-Modul erreicht 550 MPa.

cav 460

Richter Chemie-Technik GmbH

Fakuma 2006, Friedrichshafen