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PFAS-freie Dichtungen

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    • Wir unterstützen Sie bei der Umstellung auf PFAS-freie Dichtungen, indem wir Sie bei Dichtungslösungen beraten, Dichtungen ohne PFAS produzieren und an der DLC-Beschichtung von Elastomeren forschen.

    Was ist PFAS?

    PFAS sind eine große Stoffgruppe fluorierter Chemikalien. Aufgrund ihrer hohen chemischen Stabilität werden sie häufig als „Ewigkeitschemikalien“ bezeichnet, da sie in der Umwelt nur sehr langsam abgebaut werden. Damit sind potenzielle Umwelt- und Gesundheitsrisiken verbunden. Ein weitreichendes PFAS-Verbot wird bereits seit längerer Zeit diskutiert. Nach aktuellem Stand ist jedoch nicht von einer kurzfristig flächendeckend strengen Umsetzung in allen Anwendungen auszugehen. Unabhängig davon besteht Handlungsbedarf, insbesondere mit Blick auf Substitutionsfähigkeit, Lieferkettenrisiken und zukünftige regulatorische Anforderungen. Im folgenden Artikel ordnen wir die Situation ein und zeigen praxisnahe Wege zur Umstellung auf PFAS-freie Dichtungen.

    PFAS in der Dichtungstechnik

    In der Dichtungstechnik kommen PFAS in zwei Bereichen vor. Zum einen in Dichtelementen, die aus PFAS Werkstoffen wie PTFE oder FKM bestehen. Zum anderen in Prozess und Hilfsstoffen wie Schmierstoffen, Pasten oder Trennmitteln, die PFAS enthalten können.

    PTFE wird in vielen Anwendungen eingesetzt, weil es sehr günstige tribologische Eigenschaften bietet. Es ermöglicht niedrige Reibung und geringe Neigung zu Stick Slip. Zusätzlich ist PTFE gegenüber sehr vielen Chemikalien beständig und lässt sich über einen großen Temperaturbereich einsetzen. Diese Kombination macht PTFE in der Praxis häufig zur robusten Standardlösung, besonders bei anspruchsvollen Medien oder bei kritischem Reibverhalten.

    FKM wird vor allem dann gewählt, wenn neben chemischer Beständigkeit auch ein breites Temperatureinsatzspektrum und eine gute Alterungsbeständigkeit gefordert sind. In vielen industriellen Medien zeigt FKM eine hohe Resistenz, insbesondere gegenüber Ölen, Kraftstoffen und zahlreichen Chemikalien. Dadurch ist FKM in dynamischen und statischen Anwendungen verbreitet, wenn klassische Elastomere an ihre Grenzen kommen.

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    Nach aktuellem Stand erwarten wir kein pauschales Verbot von PFAS in der Dichtungstechnik, da es bestimmte Anwendungen gibt, in denen die Kombination aus Temperatur, Chemikalienbeständigkeit und Tribologie derzeit nur schwer ersetzbar ist. Insbesondere PTFE ist heute noch nicht in jedem Fall ersetzbar.

    Die Umstellung auf PFAS-freie Dichtungen

    PTFE und FKM wurden in der Praxis häufig eingesetzt, weil man es kann und nicht, weil man es muss. Beide Werkstoffe gelten als allumfassende Lösung und wurden daher oft gewählt, ohne dass die Anwendung tatsächlich alle Eigenschaften vollständig benötigt. Genau darin liegt die Chance für eine Umstellung. Wenn einzelne Anforderungen wie ein extremes Temperaturspektrum oder maximale Chemikalienbeständigkeit im realen Betrieb nicht vorliegen, ist durch eine saubere Analyse der Anwendung ein Ersatz durch PFAS freie Werkstoffe häufig möglich.

    In einigen Fällen ist ein 1 zu 1 Austausch möglich. Häufig wurden PFAS Werkstoffe jedoch gewählt, um schwierige Randbedingungen abzusichern. Dann reicht ein reiner Werkstoffwechsel nicht aus und es wird eine Kombination aus Werkstoffsubstitution und Systemmaßnahmen notwendig. Dafür führen wir eine Werkstoff und Anwendungsanalyse durch. Typische Prüfpunkte sind:

    • Temperaturfenster im Betrieb, inklusive Spitzen
    • Medium und Chemie, inklusive Additive
    • Druckniveau und Spaltmaß
    • Bewegung und Reibungsanforderungen, inklusive PV Tribologie und Stick Slip
    • Gegenlaufpartner und Oberflächenzustand
    • Montage und Einbausituation
    Wasserstoff Grafik

    Zusätzlich können PFAS-haltige Schmierstoffe häufig durch PFAS-freie Alternativen ersetzt werden. Besonders im Lebensmittelbereich ist das attraktiv, da dort hohe Anforderungen an Konformität, Nachweisführung und Risikominimierung gelten und Schmierstoffe je nach Anwendung in produktnahe Bereiche gelangen können.

    Typische Ansätze für Ersatzwerkstoffe

    1. PE UHMW
      Sehr reibungsarm und abriebfest. Wichtig sind ein klar definiertes Temperaturfenster sowie die Bewertung von Kriechverhalten, Reibwärme und Maßhaltigkeit über die Lebensdauer.

    2. Polyketon
      Interessant, wenn die volle Leistungsbreite von PTFE oder FKM nicht benötigt wird. Je nach Medium und Temperatur kann Polyketon eine ausgewogene Kombination aus Festigkeit, Verschleißverhalten und Beständigkeit liefern.

    3. Polyurethanwerkstoffe und TPU
      Robust in dynamischen Anwendungen, häufig mit guter Extrusionsbeständigkeit und stabilem Rückstellverhalten. Entscheidend sind reale Temperatur, Druckniveau, Spaltmaß und die Qualität der Gegenlaufoberfläche

    Deshalb schon jetzt auf PFAS-freie Dichtungen umstellen:

    Lieferketten und Verfügbarkeit

    Die Lieferketten für PTFE & Co. werden perspektivisch schwächer, weil in diese Technologie weniger investiert wird und damit Verfügbarkeit sinkt und Preise steigen.

    Regulatorik und Bürokratie

    Der regulatorische Druck nimmt zu, sodass Nachweisführung und Dokumentation deutlich aufwendiger werden und zusätzliche Bürokratiekosten verursachen.

    Kundenakzeptanz

    Auf Kundenseite wächst die Erwartung an „PFAS-frei“ als klaren Kauf- und Vergabefaktor, weshalb frühe Umstellungen einen messbaren Wettbewerbsvorteil schaffen.

    End of Life

    Wenn Bauteile recycelt werden, geschieht das häufig thermisch, und bei unsauberer Prozessführung können auch bei PTFE problematische PFAS-Chemikalien entstehen.

    Elastomere mit DLC-Beschichtung

    Die Hänssler Kunststoff- und Dichtungstechnik GmbH forscht auch im Jahr 2025 an der DLC-Beschichtung von Kunststoffteilen.

    Gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut arbeiten wir in einem kooperativen Forschungsprojekt an der DLC-Beschichtung von Elastomeren. Ziel ist es, PFAS-freie Dichtlösungen zu ermöglichen, die auch bei anspruchsvollen Reibbedingungen zuverlässig funktionieren. Die Ergebnisse aus der Entwicklung werden bereits in der Praxis eingesetzt. Bei mehreren Kunden laufen Erprobungen in technischen Systemen, die in vielen Fällen sehr erfolgreich sind und klare Potenziale zeigen.

    Elastomere mit DLC-Beschichtung sind besonders dann interessant, wenn PFAS bisher vor allem eingesetzt wurde, um Reibung zu minimieren oder Stick Slip zu vermeiden. DLC steht für diamond like carbon. Im tribologischen Kontakt kann die Beschichtung Reibung deutlich senken und die Wärmeentwicklung im Kontaktbereich reduzieren. Dadurch eröffnen sich zusätzliche Optionen für die Schmierung, zum Beispiel mit wasserbasierten Medien, mit reduzierter Schmierung oder in ausgewählten Anwendungen auch mit Trockenlaufkonzepten.

    So gelingt die Umstellung auf PFAS-freie Dichtungen

    Für eine zügige und sichere Umstellung sind präzise Anwendungsdaten entscheidend. Entscheidend ist jedoch nicht nur der Werkstoff, sondern das technische System als Ganzes. Damit wir eine belastbare Empfehlung geben können, müssen wir den Einsatzfall und die Randbedingungen im Detail verstehen. Das gelingt am besten im persönlichen Austausch, weil viele kritische Informationen nur im Gespräch sauber geklärt werden können.

    Typische Schlüsselfragen sind:

    1. Welches Medium wird verwendet, inklusive Additive und Reinigungsmedien
    2. Welche realen Temperaturen treten auf, als Dauerbetrieb und als Spitzen
    3. Welcher Druck liegt an und welches Spaltmaß ist im Betrieb zu erwarten
    4. Welche Reibungsanforderungen bestehen, zum Beispiel Anfahrmoment und Stick Slip Verhalten
    5. Wie ist die Schmierung ausgeführt und welche Schmierstoffbedingungen liegen vor
    6. Wie ist die Gegenlaufoberfläche ausgeführt, inklusive Werkstoff, Härte und Rauheit
    7. Welche Bewegung liegt vor und wie sind Einbau und Montagebedingungen

    In vielen Fällen ist zusätzlich die Bereitschaft erforderlich, die Lösung zu testen, entweder unter realen Betriebsbedingungen oder auf Prüfständen. Das wirkt zunächst aufwendig. Wer jedoch jetzt strukturiert reagiert und Umstellungen frühzeitig validiert, reduziert künftige Risiken und kann daraus signifikante Wettbewerbsvorteile erzielen.

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