PEEK plus Glasfaser, Kohlefaser, Graphit, Polytetrafluorethylen, Keramik

Mit Polymeren gefülltes PEEK (Polyetheretherketon) ist ein Hochleistungs-Thermoplast-Verbundstoff. Durch die Zugabe von Füllstoffen wie Kohlenstofffasern, Graphit, Polytetrafluorethylen (PTFE) und Molybdändisulfid (MoS₂) in bestimmten Anteilen zu reinem PEEK-Harz werden die mechanische Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Dimensionsstabilität des Materials erheblich verbessert. Zu den gängigen Typen gehören kohlenstofffaserverstärktes PEEK und graphit-/PTFE-modifiziertes PEEK.

Polymergefülltes PEEK weist eine sehr hohe Hitzebeständigkeit auf, mit einer dauerhaften Dauereinsatztemperatur von bis zu 260 °C und einer kurzfristigen Toleranz von über 300 °C. Seine Wärmeformbeständigkeitstemperatur liegt über 315 °C. Auch seine Tieftemperatureigenschaften sind hervorragend, da es seine guten mechanischen Eigenschaften bis zu -60 °C beibehält.

Das Material besitzt hervorragende tribologische Eigenschaften: einen niedrigen Reibungskoeffizienten (typischerweise 0,10–0,20), eine extrem geringe Verschleißrate und selbstreinigende (selbstschmierende) Eigenschaften, die einen stabilen Betrieb selbst unter ölfreien oder wassergeschmierten Bedingungen ermöglichen. Die Zugabe von Kohlenstofffasern verbessert die Kriechbeständigkeit und Druckfestigkeit erheblich; die Zugabe von Graphit und PTFE reduziert die Oberflächenreibung weiter.

Polymergefülltes PEEK bietet zudem eine hervorragende chemische Beständigkeit. Es ist in allen organischen Lösungsmitteln sowie den meisten Säuren und Laugen, mit Ausnahme von konzentrierter Schwefelsäure, praktisch unlöslich, wodurch es sich für raue chemische Umgebungen eignet. Seine mechanische Festigkeit ist hoch, wobei die Zugfestigkeit 100-200 MPa und der Biegemodul 10 GPa übersteigt, zusammen mit einer herausragenden Ermüdungs- und Strahlungsbeständigkeit.

Darüber hinaus erfüllen polymergefüllte PEEK-Werkstoffe Umweltstandards wie RoHS und REACH. Bestimmte Qualitäten bieten zudem Biokompatibilität für den Lebensmittelkontakt und medizinische Anwendungen.

Mit Polymeren gefüllte PEEK-Dichtungen, namentlich Dichtungsringe, Flachdichtungen, Gleitringe und Stützringe aus kohlefaserverstärktem oder PTFE-modifiziertem PEEK, werden in industriellen Bereichen, die extreme Hochtemperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, geringen Verschleiß und eine lange Lebensdauer erfordern, häufig eingesetzt.

Öl- und GasindustrieIn Bohrlochwerkzeugen, Ventilen, Rohrleitungsverbindern und Druckabdichtungssystemen halten mit Polymer gefüllte PEEK-Dichtungen hohen Temperaturen, hohem Druck und korrosiven Medien, die H₂S und CO₂ enthalten, stand. Sie ersetzen herkömmliche Metall- und Elastomerdichtungen und verlängern die Wartungsintervalle erheblich.

Chemische und pharmazeutische IndustrieWird für statische und dynamische Dichtungen in Reaktoren, Kreiselpumpen, Kompressoren und Hochdruckhomogenisatoren verwendet. Ihre Beständigkeit gegen starke Säuren und Lösungsmittel verhindert das Austreten von Medien und gewährleistet so die Prozesssicherheit und Produktreinheit.

Halbleiter- und ElektronikfertigungBei der Plasmagutätzung, der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) und Nassreinigungsanlagen bieten polymergefüllte PEEK-Dichtungen Dichtungslösungen mit geringer Partikelbildung, hoher Temperaturbeständigkeit und Plasmabeständigkeit, wodurch eine Metallkontamination vermieden wird.

Automotive & Transportation: Verwendet für Rotations- und Hubdichtungen in Automatikgetrieben, elektrischen Antriebseinheiten, Klimakompressoren und Brennstoffzellenstapeln. Ihre geringe Reibung und ihre selbstschmierenden Eigenschaften reduzieren den Energieverlust, was den Kraftstoffverbrauch oder die elektrische Effizienz verbessert.

Luft- und RaumfahrtAnwendbar auf statische und dynamische Dichtungen in hydraulischen Stellantrieben, Kraftstoffpumpen, Flugsteuerungssystemen und Triebwerkszubehör. Polymergefüllte PEEK-Dichtungen erfüllen die hohen Anforderungen der Luftfahrt an Leichtbau, Beständigkeit gegen Temperaturwechsel bei hohen und niedrigen Temperaturen sowie Beständigkeit gegen Hydraulikflüssigkeiten.

Maschinen für die Nahrungs- und GenussmittelindustrieIn Abfüllventilen, Dampfsterilisationsschränken und Hochgeschwindigkeits-Verpackungsanlagen halten lebensmittelechte, mit Polymer gefüllte PEEK-Dichtungen häufigen, hochtemperierten CIP-Reinigungsprozessen und Dampferosion stand, ohne schädliche Substanzen abzugeben.

Darüber hinaus werden polymergefüllte PEEK-Dichtungen häufig in Spritzgießmaschinen (ölfreie schmierende Kolbenringe), Vakuumanlagen (verschleißfeste Führungsringe), Textilmaschinen, Analyseinstrumenten, Roboteruntersetzungsgetrieben und Wasserstoffenergieanlagen sowie in anderen fortgeschrittenen Fertigungsbereichen eingesetzt.

Zusammenfassend sind mit Polymeren gefüllte PEEK-Dichtungen aufgrund ihrer ausgezeichneten Hitzebeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Chemikalienbeständigkeit und mechanischen Festigkeit zu einer idealen Alternative zu Metall-, Gummi- und anderen Kunststoffdichtungen geworden und bieten eine entscheidende Unterstützung für die Dichtzuverlässigkeit unter extremen Betriebsbedingungen.