Recycling von PTFE-Glasfaser-Compound-Abfällen

Wissenschaftler aus dem Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden (IPF) haben gemeinsam mit Kollegen am Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden ein Verfahren zur Verwertung von Polytetrafluorethylen-Glasfaser-Compound-Abfällen (PTFE/GF) entwickelt. Der Hochleistungskunststoff PTFE ist besser bekannt unter dem DuPont-Markennamen Teflon z. B. als Antihaftbeschichtung.

Allein in Deutschland fallen jährlich ca. 500 t PTFE/GF-Abfall mit unterschiedlichen Glasfaseranteilen an. Sie entstehen bei der Herstellung von Bauteilen aus PTFE/GF-Halbzeugen über spanende Verarbeitung. Diese gemischten PTFE/GF-Abfälle werden bisher – im Gegensatz zu reinen PTFE-Abfällen – noch keiner Verwertung zugeführt, sondern entweder deponiert oder in Sondermüllverbrennungsanlagen beseitigt.

Im Zuge der Entwicklung von neuen Tribowerkstoffen – Materialien mit hervorragenden Gleitreibungs- und Verschleißeigenschaften – durch chemische Kopplung von PTFE mit anderen Kunststoffen wurde nun eine Möglichkeit geschaffen, auch PTFE/GF-Abfälle in den Wertstoffkreislauf zurückzuführen. Was den Forschern am IPF bereits zuvor für reines PTFE gelang und einen neuen Ansatz für Tribowerkstoffe darstellte, wurde nun auch mit PTFE/GF-Abfällen erfolgreich getestet.

Industrieabfälle der Fa. ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH Heidenheim (ehemals Venus GmbH) wurden über Strahlenmodifizierung zu PTFE-Pulvern mit Glasfaseranteil abgebaut und mit Polyamid-6 zu chemisch gekoppelten PTFE-PA-6-Materialien (mit Glasfaseranteil) verarbeitet. Die Weiterverarbeitung erfolgte problemlos auf kommerziellen Kunststoffverarbeitungsmaschinen über Extrusion und Spritzguss. Das Verarbeitungsverhalten sowie die wichtigen Materialeigenschaften für Anwendungen im Gleitreibungsbereich wie E-Modul und Zugfestigkeit waren nahezu identisch mit denen des Vergleichsmaterials, das analog unter Verwendung von reinem PTFE hergestellt wurde. Die Reibwerte im Klötzchen/Ring-Versuch sind mit 0,1 bis 0,2 sehr niedrig und Ruckgleiten (Stick-Slip-Verhalten) wurde nicht beobachtet. Auch die Untersuchungen zum Verschleiß zeigten sehr gute Ergebnisse, wenngleich die Werte für die PTFE-PA-6-Materialien mit Glasfaseranteil etwas weniger vorteilhaft sind als die für Materialien ohne Glasfaseranteil.

Bezüglich der Polyamid-Komponente haben die Untersuchungen gezeigt, dass auch andere handelsübliche Polyamidtypen eingesetzt werden können.