PFAS und Fluorpolymere wie PTFE gelten als schwer abbaubare „Ewigkeits-Chemikalien“ und stehen vor einer möglichen EU-Regulierung. Für Konstrukteure, die auf schmierfreie Kunststoffgleitlager mit niedrigem Reibungskoeffizienten setzen, stellt sich die Frage nach Alternativen. Materialentwicklung und Tests zeigen: PFAS-freie Polymere können die bewährten Eigenschaften nicht nur erreichen, sondern in puncto Verschleißfestigkeit sogar übertreffen. Welche alternativen Werkstoffe bereits verfügbar sind und woran geforscht wird, dazu gibt ein führender Spezialist für „Motion Plastics“ aktuelle Einblicke.
Verfügbar für Maschinen, Anlagen und Fahrzeuge: PTFE-freie Alternativen für etablierte Polymergleitlager der Standardserien Iglidur J, W, G, X und H
Konstrukteure in allen Industriezweigen schätzen sie: PFAS-haltige Polymere oder auch Fluorpolymere. Aufgrund ihrer vielen positiven Eigenschaften haben sich PFAS auch im Konsumbereich etabliert. Sie sind sehr temperatur-, witterungs- und chemikalienbeständig, wasser- und fettabweisend, und sie haben hervorragende Isoliereigenschaften und einen sehr geringen Reibungskoeffizienten. Das Problem: Die Forschung weiß noch zu wenig über PFAS.
Bekannt ist, dass besonders kurzkettige PFAS von Pflanzen aufgenommen werden und so in die Nahrungskette gelangen können. Die noch unzureichend bekannten öko- und humantoxikologischen Wirkungen dieser Stoffgruppe zwingen den Gesetzgeber daher zur Vorsorge. Die Freisetzung von PFAS in die Umwelt soll deshalb reduziert werden. Wie weit die Beschränkungen gehen werden oder ob es zu einem pauschalen Verbot aller PFAS-Substanzen einschließlich der Fluorpolymere kommt, ist ungewiss.
Deshalb wurde beim Kunststoffspezialisten Igus in den letzten Jahren intensiv in der hauseigenen Materialentwicklung geforscht und getestet. Denn auch der Kölner Kunststoffspezialist nutzt PTFE für den Selbstschmiereffekt seiner Polymergleitlager. Viele ihrer Kunden seien angesichts der Aussicht auf strengere PFAS-Regularien oder sogar ein Verbot verunsichert, sagt Lars Butenschön, Geschäftsbereichsleiter Iglidur Gleitlagertechnik. „Deswegen arbeitet unsere Entwicklungsabteilung bereits seit einiger Zeit an Alternativen zu PTFE“, berichtet Butenschön. „Wir entwickeln neue Rezepturen, führen umfangreiche Tests durch, prüfen unsere Werkstoffe auch auf PFAS-Verbindungen und passen unsere Produktionsprozesse an, um unseren Kunden auch in Zukunft eine geeignete Lösung anbieten zu können.“
Kernkompetenz: Tribologisch optimierte Kunststoffe
Temperaturstabilität, mechanische Beanspruchbarkeit und Schwingungsverhalten nahezu unverändert: Die alternativen Rezepturen zeigten im Labortest die bekannten Iglidur Werkstoffeigenschaften
Igus kann schnell auf Veränderungen reagieren. Möglich macht dies die eigene Materialentwicklung und Compoundierung sowie ein Technikum für verfahrenstechnische Versuche und ein Testlabor für Werkstoffe und Produkte. Ein erfahrenes Team entwickelt und forscht ständig an innovativen Lösungen. Inzwischen sind viele Werkstoffe und Produkte im Portfolio frei von PTFE. Bei ihnen wurden die 96 PFAS ausgeschlossen, die als kritisch für Umwelt und Gesundheit gelten.
Bereits im Jahr 2024 wurden die beiden Werkstoffe Iglidur JPF und Iglidur WPF vorgestellt: PTFE-freie Varianten des sehr vielseitigen und bewährten Iglidur J, sowie dem vor allem für etwas höhere Lasten und Verschleißanforderungen optimierten Iglidur W300. Außerdem wurde eine Rezeptur für ein PTFE-freies Iglidur F entwickelt. Iglidur Werkstoffe sind weit verbreitet und kommen in vielen verschiedenen Anwendungen zum Einsatz. Durch die sehr unterschiedlichen Anforderungsprofile ist es sehr schwer sicherzustellen, dass die PTFE-freien Produkte in der Praxis genauso leistungsfähig sind wie die PTFE-haltigen Varianten. Die über 60-jährige Erfahrung von Igus mit tribologisch optimierten Kunststoffen zahlt sich hier aus.
Umstellung aller Standard-Gleitlagerwerkstoffe
Inzwischen ist es den Materialentwicklern auch gelungen, die etablierten Polymergleitlager der Serien Iglidur G, Iglidur X und Iglidur H ohne PTFE herzustellen. Iglidur G ist ein weit verbreiteter Allrounder im Sortiment. Aufgrund seiner hohen Verschleißfestigkeit und geringen Reibung kommt er weltweit im Maschinenbau, Anlagenbau und in der Automobilindustrie zum Einsatz.
PTFE-freie Varianten zeigen im Test bis zu 50 Prozent weniger Verschleiß
Wegen der ausgezeichneten Temperaturbeständigkeit findet die Serie Iglidur X unter anderem in der Luft- und Raumfahrt Verwendung, während sich die Serie Iglidur H wegen ihrer hohen Feuchtigkeitsbeständigkeit unter anderem für Anwendungen in der Schiffsindustrie und Chemietechnik besonders eignet. „Diese Vielseitigkeit ohne PTFE zu erhalten, hat einiges an Entwicklungsbemühungen erfordert“, sagt Butenschön. Durch die geschickte Auslegung der Rezepturen blieben die bekannten Werkstoffeigenschaften hinsichtlich der Temperaturstabilität, der mechanischen Beanspruchbarkeit und des Schwindungsverhaltens nahezu unverändert. Dies konnten Tests im hauseigenen Testlabor bestätigen.
Alternativen mit Mehrwert
Bereits heute kann der Hersteller 27 PTFE-freie und PFAS-geprüfte Werkstoffe anbieten, die in Halbzeugen, Gleitlagern, Kugellagern, Gelenklagern oder Linearführungen eingesetzt werden
„Bereits heute können wir 27 PTFE-freie und PFAS-geprüfte Werkstoffe anbieten, die in unseren Motion Plastics eingesetzt werden – von Energieketten und Leitungen bis hin zu Gleitlagern, Kugellagern, Halbzeugen und 3D-Druck-Materialien“, so Butenschön. „Seit 2025 können wir rund 75 Prozent der Gleitlager-Anwendungen ohne PTFE lösen.“ Eine große Anzahl an potenziellen Anwendern müsse sich daher um zukünftige PFAS-Regulierungen weniger Sorgen machen. Sie können dabei Eins-zu-Eins auf die neuen Varianten umsteigen. Der Preis ist dabei in den meisten Fällen nahezu identisch. „Sollte die Nachfrage nach solchen PTFE-freien und PFAS-getesteten Alternativen in Zukunft weiter steigen, können wir größere Chargen compoundieren und Rohstoffe günstiger beziehen, und dadurch den minimalen Preisunterschied zu den klassischen Produkten weiter verringern“, so Butenschön.
„Seit 2025 können wir rund 75 Prozent der Gleitlager-Anwendungen ohne PTFE lösen.“
Lars Butenschön, Geschäftsbereichsleiter Iglidur Gleitlagertechnik
Auch in anderen Produktbereichen wie Linearführungen, Drehkranzlager oder Gleitfolien bietet Igus bereits PTFE-freie und PFAS-geprüfte Alternativen an. Untersuchungen im hauseigenen Testlabor zum Reib- und Verschleißverhalten zeigen zudem eine bessere Performance der Werkstoffe mit substituiertem PTFE im Vergleich zur PTFE-haltigen Referenz. Die Verschleißraten sinken um bis zu 50 Prozent. Die geschickte Auslegung der Rezepturen bewirkt zudem, dass die bekannten Werkstoffeigenschaften hinsichtlich Temperaturstabilität, mechanischer Beanspruchbarkeit und Schwindungsverhalten nahezu unverändert bleiben. Die Forschung an Alternativen hat somit einen deutlichen Mehrwert erbracht.
Forschung wird weiter ausgebaut
Um die Entwicklung weiter voranzutreiben, erweitert Igus sein Testlabor allein für Lager- und Lineartechnik derzeit auf die dreifache Größe – und damit auf eine Fläche von insgesamt 1.500 m². Dank des Testlabors, eines eigenen Technikums und intensiver Forschung kann Igus Kunden und potenziellen Anwendern bereits heute Lösungen bieten, die morgen gesetzlich gefordert sein könnten – und die sowohl umweltfreundlicher als auch technisch überlegen sind.
Autor: Tobias Vogel, CEO Gleitlager- und Lineartechnik, Igus SE & Co. KG, Köln
Quelle und Bilder: Igus
