Gleitverhalten
Die sehr niedrigen zwischenmolekularen Kräfte führen u.a. dazu, dass PTFE von allen festen Werkstoffen den niedrigsten Reibungskoeffizienten besitzt. Bei PTFE ist der statische und dynamische Reibungskoeffizient nahezu gleich. Daher tritt kein „Stick-Slip-Effekt“ auf.
Selbst bei Temperaturen unterhalb von 0 °C bleiben diese günstigen Gleiteigenschaften erhalten. Ab 20 °C nimmt die Reibungszahl von PTFE geringfügig zu. Ungefüllt zeigen PTFE und modifiziertes PTFE in etwa das gleiche Abriebverhalten. Bei dynamischen Dichtungen aus modifiziertem PTFE ist bei gleicher Dichtungsauslegung die Flächenpressung ( Radialkraft) oft höher als beim Gegenstück aus regulärem PTFE. Dies ist darin begründet, dass die modifizierte Dichtung infolge des geringeren Kaltflusses weniger ausweicht und auch über längere Zeit weniger abfällt. Diese Tatsache kann einerseits höheren Werkstoffabrieb bewirken, ist aber andererseits oft Garant für längere Dichtheit.
Bei Zugabe von Füllstoffen wird der Reibungskoeffizient tendenziell erhöht; der Abrieb wird aber signifikant reduziert.
Reibungszahlen PTFE/Perlitguss bei Trockenlauf 1)
(p = 0,2 N/mm2, T = 30 °C, Rz Perlitguss ≤ 1,5 μm)
Die Verschleißfestigkeit von reinem PTFE ist relativ gering. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die PTFE Moleküle wegen ihrer kompletten Umhüllung durch Fluoratome nur minimale intermolekulare Wechselwirkungen ausbilden können. In den kristallinen Regionen des Werkstoffes können die Molekülschichten, ähnlich dem Grafit, bei tribologischer Belastung Lage für Lage abgeschoben werden. In den amorphen Bereichen ist der Polymerverbund infolge intermolekularer Verschlaufung stabiler, jedoch macht dieser Anteil nur ca. 30 Vol.-% des Polymers aus.
Eine wesentliche Verbesserung der Verschleißfestigkeit wird durch Füllstoffe wie z. B. Kohle, Grafit, Glas- und Kohlefasern, Bronze oder organische Füllstoffe erreicht.
Gegenüber dem mineralisch bzw. metallisch gefüllten PTFE besitzen die neu entwickelten Spezialcompounds HS 21059, HS 21037 und HS 10300 auch im absoluten Trockenlauf ein deutlich verbessertes Abriebverhalten und eine sehr geringe Einlaufneigung auf der Gegenlauffläche. Dies ist bei HS21059 und HS10300 selbst dann noch der Fall, wenn die Gegenlauffläche ungehärtet ist.
Die Gleitreibungszahl der jeweiligen Laufpaarung spielt beim Abriebverhalten eine untergeordnete Rolle.
Vielmehr ist der Verschleiß in weit größerem Umfang von den Einsatzbedingungen
(Medium, Druck, Geschwindigkeit, Temperatur, Schmierung, Oberflächenrauheit) abhängig. Da kein PTFE-Compound alle Anforderungen erfüllen kann, muss für den jeweiligen Einsatzfall die am besten geeignete PTFE Compound- Type ermittelt werden.
Bei der experimentellen Ermittlung des Verschleißes ist zu berücksichtigen, dass jede Prüfmethode eigene Datensätze liefert.
Ein direkter Werkstoffvergleich ist deshalb nur innerhalb jeder einzelnen Prüfmethode – unter gleichen oder ähnlichen Prüfparametern – möglich.
Ziel sollte es immer sein, Werkstoffe möglichst praxisnah zu testen. Dies ist in den ElringKlinger Kunststofftechnik- Entwicklungslabors möglich.
Verschleiß von ungefülltem PTFE im Vergleich mit verschiedenen PTFE-Compounds
Langzeitverschleiß im Trockenlauf 2)
Prüfbedingungen:
Prüfatmosphäre: Luft
T = 100 °C
v = 4 m/s
p = 0,42 N/mm2
Rz = 2 μm
Prüfdauer: 100 h
 X210 Cr12  GG25  Alu harteloxiert
(1) Grenzwerte:
Die hier wiedergegebenen Informationen wurden aufgrund langjähriger Erfahrungen mit großer Sorgfalt zusammengetragen. Für die Angaben kann jedoch keine Garantie übernommen werden, da eine einwandfreie Funktion nur dann gewährleistet ist, wenn die besonderen Umstände jedes Einzelfalles berücksichtigt werden. Wir empfehlen Ihnen in jedem Fall eine Bemusterung und die Durchführung von Versuchen. Hierzu steht Ihnen auch unsere Entwicklungsabteilung mit ihren vielfältigen Möglichkeiten der Werkstoffcharakterisierung, der Ermittlung von anwendungstechnischen Eigenschaften oder mit Prüfständen zur Komponenten- und Systemüberprüfung zur Verfügung.
(2) Diagramme:
Die Angaben der Diagramme basieren auf von ElringKlinger Kunststofftechnik ermittelten Vergleichswerten. Sie sind unter speziellen, definierten Bedingungen entstanden und nicht exakt auf andere Anwendungen übertragbar. Die Diagramme ermöglichen einen grundsätzlichen Vergleich der Eigenschaften unserer Werkstoffe und Halbzeuge. |
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Werkstoffe 
