PVDF (Polyvinylidenfluorid)

PVDF (Polyvinylidenfluorid)

Fluorpolymere

Fluorpolymere sind aufgrund Ihrer exzellenten Chemie- und Temperaturbeständigkeit ideal für Anwendungen in der Lebensmitteltechnik und im Pharmaziebereich. Ihre Moleküle haben fortlaufend nicht-reaktive Oberflächen und sind so im Einsatz mit beinahe allen Chemikalien und Lösungsmitteln geeignet. Sie widerstehen chemischem Angriff weit besser als herkömmliche chlorierte oder Kohlenwasserstoff-Polymere und haben weit höhere Einsatztemperaturen. Die Fluorpolymer-Familie umfasst eine Reihe von Materialien. PTFE (Polytetrafluorethylen), 1938 von DuPont entdeckt, ist das ursprüngliche Fluorpolymer. Verschiedene andere Materialien wurden daraus weiterentwickelt, um die nicht einfachen Verarbeitungseigenschaften von PTFE zu verbessern. Diese Weiterentwicklungen hatten wechselnden Erfolg, da Verbesserungen gewisser Materialeigenschaften stets mit dem Verlust anderer Merkmale einhergingen. Die wichtigsten Materialien sind:

• PTFE
• PEEK
• PCTFE
• PVDF
• PFA
• ETFE
• FEP

PVDF: Merkmale und Eigenschaften Im Allgemeinen wird PVDF eingesetzt, wenn hohe Reinheit, mechanische Stärke und Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel, Säuren und Basen oder Hitze gefordert sind. Im Vergleich zu anderen Fluorpolymeren wie PTFE, PFA oder FEP ist die Schmelzverarbeitung von PVDF aufgrund seines relativ niedrigen Schmelzpunkts von 177 °C einfacher.

Vergleich der Materialeigenschaften verschiedener Fluorpolymere

Generell ist die chemische Widerstandsfähigkeit von Fluorpolymeren anderen Kunststoffgruppen deutlich überlegen. Dieses Merkmal der chemischen Inertheit ist für die herausragende Eignung für Anwendungen in hochreinen Umgebungen verantwortlich. Der Grad der chemischen Inertheit variiert innerhalb der Fluorpolymer-Gruppe. Voll-fluoridierte Polymere wie PTFE, FEP, PFA oder MFA sind gegenüber einem breiteren Substanz-Spektrum inert als teilfluoridierte Stoffe wie PCTFE und ETCFE. Überlegene Eigenschaften in einem Bereich gehen einher mit geringerer Leistung bei anderen Aspekten. So weist z.B. PTFE eine bessere Chemikalienbeständigkeit auf als PVDF, jedoch sind die mechanischen Eigenschaften von PTFE bei Raumtemperatur nicht so gut wie die von PVDF. Voll-fluoridierte Polymere (Perfluorpolymere) wie PTFE, FEP oder PFA erlauben höhere Einsatztemperaturen im Verbund mit Chemikalienresistenz als ihre teilfluoridierten Gegenstücke wie ECTFE oder PCTFE. Teilfluoridierte Polymere verfügen jeoch über bessere mechanische Eigenschaften wie z.B. höhere Zugfestigkeit, Zähigkeit, Abriebfestigkeit oder Kerbschlagfestigkeit bei Raumtemperatur.

Der Flexmodul von PVDF ist deutlich höher als der von PTFE (das im Vergleich flexibelste Material), FEP, PFA oder MFA. Dies verleiht PVDF eine höhere Rigidität und höhere Zugfestigkeit bei Raumtemperatur.

Die Auswahl des bestgeeigneten Materialtyps wird von den jeweiligen Anwendungskriterien bestimmt. So kann z.B. die Gaspermeabilität bei der vorgesehenen Einsatztemperatur kritisch sein; andere Erwägungen wie Chemikalienbeständigkeit oder mechanische Stärke müssen dann ggf. zurückstehen. In jedem Einzelfall erfolgt die Materialauswahl nach Vergleich der jeweiligen Eigenschaften und natürlich auch unter dem Kosten-Gesichtspunkt.

PVDF: Typische Anwendungen

Filter, Membranen, Gehäuse für Filtrations- und Abscheideanlagen, Transport- und Lagersysteme, Isolation spezieller Elektrodrähte, Isolation gedruckter Schaltungen, Berührungsdruck-Sensor-Arrays, Dehnungsmess- und Audio-Wandler, künstliche Membranen.