PET (Polyethylenterephthalat)

Definition und Werkstoff-Einordnung

PET (Polyethylenterephthalat) ist ein thermoplastischer Polyester. Thermoplastisch bedeutet: Der Werkstoff lässt sich durch Erwärmen verformen und wird beim Abkühlen wieder fest. Diese Eigenschaft ist für die Fertigung von präzisen Kunststoffteilen wichtig, etwa durch Spritzguss oder Zerspanung aus Halbzeugen.

Chemisch besteht PET aus langen Kettenmolekülen, die über Ester-Bindungen verknüpft sind. Diese Bindungen erklären eine zentrale Grenze im Betrieb: PET kann bei Wärme und Feuchte durch Hydrolyse abgebaut werden. Hydrolyse ist die Spaltung von Bindungen durch Wasser, wodurch Festigkeit und Zähigkeit über die Zeit abnehmen können. In der Dichtungstechnik ist diese Alterungsform vor allem relevant, wenn Bauteile dauerhaft in warm-feuchten Medien oder in Heißwasser/Dampf laufen.

Warum PET für Führung, Stütze und Gleiten genutzt wird

In hydraulischen und pneumatischen Systemen wird PET häufig dort eingesetzt, wo Formstabilität zählt. Dazu gehören Führungsringe, Stützringe und Gleitelemente. Diese Teile halten Geometrien ein, stützen Dichtungen gegen Spaltextrusion und führen Kolben oder Stangen, damit die eigentliche Dichtung gleichmäßig belastet wird.

Für hoch-elastische Dichtlippen ist PET dagegen meist weniger geeignet, weil dafür Werkstoffe mit deutlich höherer elastischer Verformbarkeit gebraucht werden. In der Praxis ergänzen sich die Werkstoffe: PET übernimmt oft die tragende oder gleitende Funktion, während elastische Werkstoffe die Abdichtung übernehmen.

Strukturvarianten (amorph vs. teilkristallin) und Folgen für Bauteileigenschaften

PET kann amorph oder teilkristallin vorliegen. Amorph heißt: Die Polymerketten sind ungeordnet, was häufig zu höherer Transparenz und anderen mechanischen Kennwerten führt. Teilkristallin bedeutet: Bereiche im Material sind geordnet, was in vielen Fällen Steifigkeit, Wärmeformbeständigkeit und Verschleißverhalten beeinflusst.

Für Dichtungs- und Führungskomponenten ist entscheidend, wie stabil ein Teil seine Form hält und wie es sich bei Temperaturwechseln verhält. PET kann nach der Verarbeitung bei späterer Erwärmung noch nachkristallisieren. Das ist eine strukturelle Nachordnung, die Maße und Eigenschaften verändern kann, wenn die Einsatztemperatur nahe an relevanten Übergängen liegt. Deshalb ist bei engen Toleranzen wichtig, den Strukturzustand über Materialwahl, Herstellprozess und Bauteilauslegung mitzudenken.

Technische Eigenschaften im Einsatz: Maßhaltigkeit, Kriechen, Reibung/Verschleiß, Temperaturgrenzen

PET wird als Konstruktionskunststoff oft gewählt, weil es hohe Steifigkeit und Festigkeit mit niedriger Wasseraufnahme kombiniert. Niedrige Wasseraufnahme bedeutet: Der Werkstoff nimmt wenig Wasser in sein Volumen auf, wodurch Quellung (Maßzunahme durch Wasser) gering bleibt. Das unterstützt die Maßhaltigkeit von Führungs- und Stützteilen, gerade in Anwendungen mit wechselnder Luftfeuchte oder Kontakt zu Medien.

Unter Dauerlast spielt Kriechen eine Rolle. Kriechen ist die langsame, zeitabhängige Verformung unter konstanter Belastung. PET wird häufig als Werkstoff mit guten Kriecheigenschaften beschrieben, was Stützfunktionen über längere Zeit unterstützt, etwa bei dauerhaftem Systemdruck oder Vorspannungen.

Tribologisch kann PET in vielen Paarungen eine niedrige Reibung und gute Verschleißfestigkeit zeigen, etwa gegenüber metallischen Gegenlaufflächen. Tribologie bezeichnet das Zusammenspiel von Reibung, Schmierung und Verschleiß. Für dynamische Dichtstellen ist das relevant, weil Reibung Wärme erzeugt und Verschleiß Partikel freisetzen kann, die wiederum Dichtungen belasten.

Temperaturseitig ist die Glasübergangstemperatur (Tg) ein praktischer Grenzpunkt. Tg ist der Bereich, in dem ein Polymer von eher „glasig-steif“ zu deutlich „gummiartig-weicher“ übergeht. Oberhalb von Tg lassen Steifigkeit und Festigkeit typischerweise spürbar nach, was bei Führungs- und Stützteilen zu höherer Verformung und damit zu verändertem Spalt- und Dichtverhalten führen kann.

Maßhaltigkeit und Wasseraufnahme

PET bleibt häufig auch dann geometrisch stabil, wenn die Umgebung feucht ist, weil es im Vergleich zu anderen Kunststoffen wenig Wasser aufnimmt. Das hilft, wenn Führungsringe oder Gleitelemente enge Passungen einhalten müssen und schon kleine Quellungen das Spiel verändern würden.

Kriechverhalten unter Dauerlast

In Stützanwendungen wirkt oft eine konstante Last über lange Zeit. PET zeigt hier häufig eine relativ geringe Langzeitverformung. Dadurch sinkt das Risiko, dass ein Stützring seine Funktion verliert und die Dichtung stärker in einen Spalt gedrückt wird.

Reibung und Verschleiß in Gleitpaarungen

Bei dynamischen Bewegungen zählt, wie stabil sich eine Gleitpaarung über Laufzeit verhält. PET kann in geeigneten Paarungen gute Verschleißwerte liefern, doch das Ergebnis hängt stark von Gegenwerkstoff, Oberflächenrauheit, Schmierung und Druck-Geschwindigkeits-Belastung ab. In der Praxis ist deshalb nicht nur der Werkstoff, sondern die gesamte Kontaktzone zu bewerten.

Temperaturverhalten: Glasübergang als praktische Grenze

Wenn die Einsatztemperatur in die Nähe der Tg kommt oder darüber liegt, wird PET deutlich nachgiebiger. In Führungssystemen kann das zu größerem Durchbiegen, höherer Kontaktfläche und damit zu mehr Reibungswärme führen. Für die Auslegung heißt das: Temperaturspitzen und Dauergebrauch müssen zusammen betrachtet werden, nicht nur ein kurzfristiger Maximalwert.

Chemische Beständigkeit und typische Ausfallmechanismen (Grenzen im Dichtungsbetrieb)

PET ist in vielen technischen Medien gut beständig, etwa gegenüber Ölen, Fetten, Kohlenwasserstoffen und Kraftstoffen sowie gegenüber vielen verdünnten Säuren. Diese Beständigkeit macht PET für zahlreiche Umgebungen interessant, in denen Führung und Gleiten neben klassischen Dichtwerkstoffen stattfinden.

Kritisch sind Medien, die die Ester-Bindungen angreifen oder die Hydrolyse beschleunigen. Dazu zählen vor allem starke Laugen, die eine alkalische Hydrolyse fördern können. Auch heißes Wasser, Dampf und dauerhaft feucht-warme Belastung erhöhen das Hydrolyserisiko deutlich. Halogenierte Lösungsmittel sind zudem häufig problematisch, je nach spezifischem Stoff und Temperatur.

Typische Ausfallmechanismen in der Dichtungstechnik sind:

• Hydrolyse: Kettenabbau, sinkende Festigkeit, mögliche Versprödung.
• Spannungsrisse und Versprödung: gefördert durch Medienangriff und mechanische Spannungen.
• Verschleiß: bei ungünstiger Paarung, fehlender Schmierung oder zu hoher Flächenpressung.

Merkschema zur Medienwahl (was meist gut geht, was kritisch ist)

Eine praxistaugliche Einordnung hilft beim schnellen Vorentscheid, ersetzt aber keine Detailprüfung über Datenblätter und Medienlisten:

Für sicherheitsrelevante oder grenznahe Anwendungen ist eine werkstoff- und medienspezifische Prüfung sinnvoll, idealerweise anhand aktueller Herstellerdaten und realer Betriebsbedingungen.