08.09.2022 Leistungsfähige Dichtungswerkstoffe – nie waren sie so wertvoll wie heute

„Es ist viel Strom unterwegs“, so könnten die Hintergründe für die neuen Anforderungen am besten zusammengefasst werden: Im Bereich Luftfahrt haben nun endlich Kunststoffkomposite auch in tragenden Anwendungen Einzug gehalten. Elektrisch isolierende Werkstoffe lösen leitfähige Metalle ab und die Luftreibung im Flug kann zu extremen statischen Aufladungen führen. Im Elektroauto sind Spannungen bis 400 V, in Einzelfällen bis 800 V üblich. Im Elektromotor selbst werden bei hohen Drehzahlen Parasitenströme erzeugt, die zu extremen Potenzialunterschieden zwischen Welle, Rotor und Stator führen können. Bei Li-Ionenbatterien werden Anoden- und Kathodenseite jeweils durch PVDF, einem nicht-leitenden Fluorpolymer, zu Folien oder Platten verbunden. Die 5G-Datenübertragung ist bei Antennen für Sender und Empfänger ebenfalls auf Fluorpolymere angewiesen. Nur die vollfluorierten Varianten PTFE und FEP erfüllen die Anforderungen, die für die Aufrechterhaltung von Signalschärfe und minimaler Dämpfung erforderlich sind.

Wo so viel Strom unterwegs ist und extreme elektrostatisch verursachte Spannungsspitzen auftreten können, müssen Dichtungskonstruktionen neuerdings in elektrisch leitfähiger Ausführung ausgelegt werden. Damit werden die Sicherheitsanforderungen zur Vermeidung unkontrollierbarer Überund Durchschläge elektrischer Ladung erfüllt. In Flugzeugen aus nicht-leitenden Komposit- Leichtbaukonstruktionen könnte sonst schon die Luftreibung an der Außenhaut zur Kraftstoffexplosion und damit zum Absturz führen.

Bisherigen Compounds, meist auf Basis von Fluorpolymeren, müssen also zusätzlich elektrisch leitende Füllstoffe zugesetzt werden, um somit elektrostatische Ableitung durch die Dichtungsstelle hindurch zu garantieren. Ruß oder Kohlefasern sind prädestiniert für die Erfüllung dieser Aufgabe. Die schonende Behandlung der Gegenlaufpartner im dynamischen Dichtungseinsatz ist eine weitere Voraussetzung für ein breites Anwendungsfeld.

Natürlich dürfen durch diese Zusatzfüllstoffe die bekannt guten Eigenschaften von PTFE Compounds im Einsatz für statische und dynamische Abdichtungen nicht geschmälert werden. Besondere Aufmerksamkeit ist dem oxidativen Abbau, insbesondere von Ruß, zu widmen. Mit fehlendem Füllstoff geht auch die elektrische Leitfähigkeit verloren. Periodische Überwachung, visuell oder durch Widerstandsmessung, kann dieses Schadenspotenzial ausschließen.