PFPE & PTFE ersetzen? Alternativen, Grenzen & das PFAS-Verbot

Die Diskussion um die Ablösung von Schmierstoffen auf Basis von PFPE und PTFE (Perfluorpolyether & Polytetrafluorethylen) gewinnt angesichts behördlichen Drucks zunehmend an Bedeutung. Aufgrund ihrer, für einen Schmierstoff außergewöhnlich hohen Kosten, werden diese Schmierstoffe ausschließlich als ultimative Lösung eingesetzt. Ein Umstand, der schon allein auf die Problematik von Alternativen hinweist.

Einsatzgebiete und Eigenschaften

PFPE- und PTFE-basierte Schmierstoffe finden vor allem in Bereichen Anwendung, in denen thermische und chemische Extrembedingungen herrschen und die Verwendung alternativen Stoffen aus Brand- oder Explosionsschutzgründen nicht möglich ist

PFPE

Chemisch inert und kompatibel mit nahezu allen Stoffen (eingeschränkt Fluopolymeren)
Temperaturbeständigkeit bis ca. 320 °C
Alterungsbeständigkeit bis 180 °C (Lebensdauerschmierung)
Beständig gegen Radioaktivität
Physiologisch unbedenklich, was den Einsatz in der Lebensmittelverarbeitung und Medizintechnik ermöglicht
Zulassung NSF 1 als höchste Stufe der Lebensmittelverträglichkeit
Eine hohe Dichte verhindert das Mischen mit anderen Schmierstoffen
Umweltneutral und nicht toxisch

PTFE

Wird in Schmierstoffen als Träger und zur Notfallschmierung bei Schmierstoffmangel eingesetzt.
In einigen Fällen ist ein Ersatz durch Feststoffschmierstoffe wie Graphit, MoS₂ oder Bohrnitrit möglich.

Perspektiven und Herausforderungen bei der Ablösung

Die Ersetzung von PFPE-basierten Schmierstoffen durch Alternativen ist prinzipiell möglich, jedoch oft mit erheblichem Aufwand und im Einzelnen mit langwierigen Zulassungsverfahren verbunden. Zukünftige Lösungen werden voraussichtlich einen multidimensionalen Ansatz erfordern, der sowohl technische als auch chemische Aspekte berücksichtigt.

Einige Ansatzpunkte sind:

Einsatz als Lebensdauerschmierstoff

Zu prüfen wäre, ob die ursprünglichen Entscheidungen für den Einsatz von PFPE unter den aktuell gültigen Bedingungen noch gerechtfertigt sind. Technologische und chemische Fortschritte bieten möglicherweise bisher nicht denkbare Alternativen.

Anwendungen in Wälzlagern und bei hohen Temperaturen

Eine genaue Analyse der tatsächlichen thermischen Belastung ist notwendig. Z. B. eine Kühlung könnte unter Umständen den Einsatz eines alternativen, effizienteren Schmierstoffs ermöglichen. Dabei ist auch der Schmierstoffverbrauch sowie der Aufwand für eventuelle Umbauten zu berücksichtigen.

Chemische Belastung

Eine Untersuchung der Art und Konzentration belastender Stoffe ist erforderlich. Änderungen in den Belastungswerten können sich auf die Auswahl geeigneter Schmierstoffe auswirken. Es gilt, in Zusammenarbeit mit den beteiligten Parteien einen Kompromiss zwischen Lebensdauer, technischem Aufwand und Risiko zu finden.

Schlussbetrachtung

Jede Anwendung muss individuell analysiert werden, um unter den jeweiligen Bedingungen eine tragfähige, auch wenn kompromissbehaftete Lösung zu finden.
Bis sich eine gewisse Reproduzierbarkeit der Lösungen einstellt, werden viele Jahre vergehen.
Aufgrund mangelnder geeigneter Alternativen sind PFPE-basierte Schmierstoffe in den meisten Fällen vorerst weiterhin unabdingbar.

Gibt es Alternativen zu PFPE & PTFE in der Schmierung?

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