Polyetheretherketon (PEEK) und Polytetrafluorethylen (PTFE) gehören zu den vielseitigsten und am häufigsten eingesetzten Hochleistungskunststoffen in der modernen Industrie. Beide zeichnen sich durch außergewöhnliche Eigenschaften aus, die sie für eine Vielzahl anspruchsvoller Anwendungen qualifizieren. Während PEEK vor allem für seine hohe mechanische Festigkeit und Temperaturbeständigkeit geschätzt wird, punktet PTFE durch eine herausragende chemische Inertheit und exzellente Gleiteigenschaften.
Ingenieure und Konstrukteure stehen oft vor der Frage: Welcher dieser beiden Kunststoff Werkstoffe ist die bessere Wahl für eine konkrete Anwendung? Dieser Beitrag liefert eine umfassende Gegenüberstellung und unterstützt Sie bei einer fundierten Entscheidungsfindung.
Trotz ihrer Unterschiede gibt es wichtige Gemeinsamkeiten zwischen PEEK und PTFE, die erklären, warum sie beide zur Klasse der Hochleistungskunststoffe zählen:
Beide Werkstoffe bieten eine dauerhafte Temperaturbeständigkeit von bis zu ca. 260 °C, was sie für Anwendungen in Hochtemperaturbereichen qualifiziert.
Die chemische Beständigkeit gegenüber Säuren, Basen und Lösungsmitteln ist bei beiden Materialien hervorragend.
Sowohl PEEK als auch PTFE sind für medizinische Anwendungen zugelassen, beispielsweise gemäß FDA oder USP Class VI.
Aufgrund ihrer geringen Wasseraufnahme bleiben die Maße auch unter feuchten Bedingungen weitgehend konstant.
Sie weisen eine gute elektrische Isolierfähigkeit auf und sind in elektronischen Anwendungen weit verbreitet.
Diese gemeinsamen Merkmale machen sie zu zuverlässigen Lösungen in sicherheitskritischen und hochspezialisierten Industrien wie der Medizintechnik, Halbleiterfertigung oder dem chemischen Apparatebau.
| Eigenschaft | PEEK | PTFE |
|---|---|---|
| Temperaturbeständigkeit | bis ca. 260 °C dauerhaft | bis ca. 260 °C dauerhaft |
| Chemische Beständigkeit | sehr hoch, auch gegen Hydrolyse | nahezu inert, exzellent |
| Mechanische Festigkeit | sehr hoch | gering, plastisch verformbar |
| Verschleißfestigkeit | sehr gut, auch unter Last | gut bei niedriger Last |
| Reibwert | niedrig | extrem niedrig |
| Formstabilität | hoch | gering |
| Dichte | ca. 1,3 g/cm³ | ca. 2,2 g/cm³ |
| Verarbeitung | Spritzguss, Extrusion, CNC | nur spanend bearbeitbar |
| Preisniveau | hoch | mittel |
PEEK ist als Halbzeug in verschiedenen Formen verfügbar, darunter Rundstäbe und Platten. Diese Formate ermöglichen eine flexible Weiterverarbeitung – vom einfachen Zuschnitt bis hin zur komplexen CNC-Bearbeitung. PEEK-Platten kommen beispielsweise häufig bei präzisen Gehäusen, Abdeckungen oder Strukturbauteilen zum Einsatz. Rundstäbe eignen sich hervorragend für drehende Bauteile wie Lagerbuchsen oder Dichtungsringe.
PEEK bietet eine einzigartige Kombination aus Festigkeit, Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit sowie hervorragender Dimensionsstabilität. Diese Eigenschaften machen den Werkstoff zur idealen Wahl in hochbelasteten Bereichen. Typische Anwendungen sind:
Gleitlager und Führungen, die sowohl mechanisch stark beansprucht als auch thermisch belastet werden
Strukturbauteile in der Luftfahrt, z. B. Komponenten in Triebwerken oder Flugzeuginnenräumen
Medizinische Implantate wie Wirbelsäulenimplantate, die eine hohe Biokompatibilität und Belastbarkeit erfordern
Elektronikgehäuse und Isolationselemente, bei denen sowohl thermische als auch elektrische Isolation entscheidend ist
Pumpenteile und Ventile in chemischen Anlagen, die hohem Druck und aggressiven Medien standhalten mussen
Darüber hinaus lässt sich PEEK sehr gut zu komplexen Geometrien verarbeiten. Im Spritzguss und in der CNC-Bearbeitung lassen sich hochpräzise Komponenten mit engen Toleranzen realisieren.
PTFE ist ebenfalls in Form von Platten und Rundstäben erhältlich. Aufgrund der hervorragenden chemischen Resistenz werden PTFE-Platten häufig zur Auskleidung von Anlagen oder als Dichtungsträger eingesetzt. Rundstäbe aus PTFE sind ideal für gedrehte Bauteile wie Ventilsitze oder Gleitlager, insbesondere wenn es auf ein besonders gutes Gleitverhalten ankommt.
PTFE überzeugt überall dort, wo die Kombination aus chemischer Inertheit, Temperaturbeständigkeit und extrem niedrigen Reibwerten entscheidend ist. Es eignet sich vor allem für Einsatzbereiche, in denen keine hohen mechanischen Lasten auftreten, aber höchste chemische Beständigkeit gefragt ist:
Dichtungen, Flachdichtungen und O-Ringe in Rohrleitungssystemen oder Reaktoren
Gleitlager, Rutschen und Förderhilfen mit geringem Druckniveau
Rohrinnenauskleidungen und Ventilsitze in der Prozessindustrie
Beschichtungen für Antihaft-Oberflächen in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie
Membranen in Filtrationsanlagen oder medizintechnischen Geräten
Dank seiner hydrophoben, nicht haftenden Oberfläche ist PTFE in vielen Industrien der Werkstoff der Wahl, wenn es um Medienkontakt oder Reibungsreduktion geht.
Auch PEEK und PTFE haben Einschränkungen, die je nach Anwendung kritisch sein können:
| Material | Einschränkungen |
|---|---|
| PEEK | - Reagiert empfindlich auf bestimmte Fluorverbindungen wie Chlortrifluorid- Höherer Materialpreis, daher unwirtschaftlich bei Massenanwendungen- UV-Beständigkeit nur begrenzt ohne Additive |
| PTFE | - Niedrige mechanische Belastbarkeit, neigt zu Kaltfluss- Formstabilität unter Druck und Temperatur begrenzt- Nicht thermoplastisch formbar – keine Spritzgussteile möglich |
Ein tieferes Verständnis dieser Schwächen ist essenziell, um frühzeitig Konstruktionsfehler oder teure Rückrufe zu vermeiden.
In der Halbleiterindustrie kommen PEEK-Spacer zum Einsatz, beispielsweise in Plasmaätzanlagen, wo hohe Reinheit, thermische Belastbarkeit und Festigkeit gefragt sind. PTFE wird hingegen in Form von Gasleitungen und Auskleidungen verwendet, da hier chemische Inertheit Priorität hat.
In der Medizintechnik zeigt sich der Unterschied besonders deutlich: PEEK wird für Schrauben, Abstandshalter oder implantierbare Gehäuse eingesetzt – immer dort, wo Stabilität und Biokompatibilität gefordert sind. PTFE eignet sich ideal für flexible Katheter, Pumpenmembranen oder Dichtsysteme, die auf Gewebeverträglichkeit und Chemieresistenz ausgelegt sind.
Im Chemieanlagenbau glänzt PTFE als Auskleidung in Rührkesseln, Reaktoren oder Rohrleitungen mit hochaggressiven Medien. PEEK hingegen wird bei rotierenden Dichtsystemen oder Druckventilen verwendet, bei denen hohe mechanische und thermische Lasten auftreten.
Im Maschinen- und Sonderanlagenbau werden PEEK-Führungsbuchsen, Zahnräder und Isolationselemente verbaut, wenn Reibung, Hitze und mechanische Belastung zusammentreffen. PTFE-Folien, -Gleitbänder oder -Kompensatoren kommen zum Einsatz, wenn es auf Flexibilität und Gleiteigenschaften ankommt.
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PEEK ist im Vergleich zu PTFE ein kostenintensiver Werkstoff. Die aufwändige Herstellung, hohe Materialreinheit und thermoplastische Verarbeitbarkeit haben ihren Preis. Dieser rechnet sich aber in Anwendungen mit hohen Anforderungen an Lebensdauer, Bauteilpräzision oder Betriebssicherheit.
PTFE ist in der Anschaffung günstiger, allerdings schwerer zu verarbeiten. Es kann nur zerspanend oder durch Sinterprozesse verarbeitet werden. Das limitiert die Geometrien und erhöht die Bearbeitungskosten bei komplexen Formen. Zudem ist die Nachbearbeitung durch seine Elastizität erschwert.
Die Materialentscheidung sollte daher nicht nur auf Basis der Rohstoffpreise erfolgen, sondern auch Aspekte wie Werkzeugkosten, Lebensdauer, Wartungsintervalle und Betriebsausfallzeiten mit einbeziehen.
| Anwendung | Empfehlung |
|---|---|
| Hoch belastetes Gleitlager | PEEK |
| Dichtung in aggressiver Umgebung | PTFE |
| Strukturbauteil mit CNC-Bearbeitung | PEEK |
| Chemikalienresistente Auskleidung | PTFE |
| Medizintechnisches Implantat | PEEK |
| Gleitfolie bei niedriger Belastung | PTFE |
| Antihafteinsatz in Pharmaanlagen | PTFE |
| Isolationselement bei Strom & Hitze | PEEK |
PEEK und PTFE stehen nicht in Konkurrenz, sondern ergänzen sich in ihren Eigenschaften. Wer auf hohe mechanische Belastbarkeit, Dimensionsstabilität und lange Standzeiten angewiesen ist, trifft mit PEEK eine sichere Wahl. PTFE überzeugt dort, wo Medienbeständigkeit, Gleitfähigkeit und Antihaftwirkung dominieren.
Die Wahl sollte stets auf Basis des gesamten Anwendungskontexts, technischer Anforderungen, Verarbeitungsmöglichkeiten und wirtschaftlicher Rahmenbedingungen erfolgen. Nur so lässt sich ein optimaler Werkstoff für langlebige, zuverlässige und wirtschaftliche Bauteile bestimmen.
Ja, PEEK ist in speziellen Varianten FDA-konform und somit für Anwendungen im Kontakt mit Lebensmitteln oder pharmazeutischen Medien zugelassen.
Teflon ist ein Markenname der Firma DuPont für PTFE. In der Industrie werden die Begriffe häufig synonym verwendet.
PEEK kann thermoplastisch verarbeitet werden, z. B. durch Spritzguss oder Extrusion, und eignet sich auch sehr gut für spanende Bearbeitung. PTFE ist nicht thermoplastisch formbar und kann nur gesintert oder zerspant werden.
PEEK ist deutlich verschleißfester als PTFE und eignet sich daher besser für dynamisch belastete Anwendungen mit Kontaktreibung.
Ja. PEEK ist mit Glas- oder Kohlefaser verstärkt erhältlich, was seine Festigkeit und Steifigkeit nochmals erhöht. PTFE kann ebenfalls mit Füllstoffen wie Bronze, Graphit oder Glas modifiziert werden.
PEEK besitzt nur eine begrenzte UV-Beständigkeit. Für den dauerhaften Einsatz im Freien sollten UV-stabilisierte Varianten eingesetzt werden.
PTFE ist unter normalen Bedingungen physiologisch unbedenklich. Bei Temperaturen über 300 °C beginnt es sich zu zersetzen und kann gesundheitsschädliche Gase freisetzen. Eine fachgerechte Anwendung ist daher entscheidend.
