PTFE的成功回收-为了可持续的未来

STASSKOL是NEUMAN&ESSER的一部分，为广泛的应用提供高性能塑料，包括为往复式压缩机量身定制的密封材料。这些材料需要非常好的机械性能和高耐磨性。

这种基于聚四氟乙烯（PTFE）的材料的回收是一个挑战。烧结工艺用于加工这些特殊化合物，可以作为冷压成型（CCM）或热压成型（HCM）进行。在CCM中，预成型体在炉中无压烧结，而在HCM中，材料同时承受压力和温度

需要小粒度

PTFE的烧结过程要求将材料或混合物研磨至约20至40µm的原始粒径。在STASSKOL进行的测试中，为此目的分别收集了两种材料的芯片。所讨论的材料是SK202，一种含有玻璃纤维、无定形炭黑和石墨的CCM-PTFE，以及SK801，一种含碳纤维和热塑性填料的HCM-PTFE。
对于所选材料，两种PTFE加工方法都有代表，因为冷压缩的回收挑战比热压缩更大。低温压缩使粉末颗粒的尺寸起着特殊的作用。此外，我们特意选择了含有大量碳纤维和玻璃纤维的材料，因为纤维长度分布的变化在回收过程中尤为重要
 

研磨过程至关重要

PTFE材料回收的技术挑战在于研磨过程，因为必须达到约50µm的非常细的粒径。为此，使用了NEUMAN&ESSER的ICM 15型冲击分级机。借助于参数研磨速度（m/sec）、质量流量（kg/h）和分级轮速度 (m/sec），可以用这种研磨机调节该过程，从而达到所需的粒径。此外，研磨室的填充程度对结果有重大影响。

 

 

在所进行的测试中，冲击卡盘的循环速度恒定为128m/sec，分级轮的循环速度固定为10m/sec，改变质量流量以确定对粒径的影响。

对于这两种材料（SK202和SK801），质量流量的减少会导致晶粒尺寸的小幅减小。在所有研磨试验中，粒径约为50µm。因此，选择了高吞吐量的研磨材料进行进一步的测试，并通过粉末混合器将研磨回收材料以不同浓度添加到原始材料中
 

通过回收优化性能

在标准加工条件下（SK202的CCM和SK801的HCM），将回收材料和原始材料的混合物加工成测试半成品。基于这些测试半成品，确定了机械性能、材料硬度和摩擦学性能（摩擦和磨损）。
耐磨性是通过STASSKOL内部设计的往复式摩擦计，使用使用相应密封材料的相应工艺气体来测定的。这些是SK202的氮气和SK801的氢气。

SK202的研究表明，在10、20和30重量%的回收材料中，纯原始材料的性能甚至超过了。杨氏模量和断裂伸长率均高于原始材料的值，低磨损率和较低的摩擦系数表明，由于添加了再生材料，磨损性能也得到了改善。在40 wt.-%时，磨损性能保持在非常好的水平，但密度和机械性能会恶化。

在热压缩生产的SK801的情况下，与原始材料相比，在100%回收含量下，硬度、杨氏模量和抗拉强度仅略有下降。特别是，在氢气气氛下的磨损性能受益于回收过程。因此，磨损率降低，摩擦系数减半以上。因此，不需要对额外浓度的回收材料进行进一步测试
 

结论

综上所述，试验表明，PTFE密封材料可以回收利用，甚至可以提高材料的性能。这为客户带来了优势，也是我们产品可持续性的重要里程碑