Recycling zählt zu den wichtigsten gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Themen, da es dazu führen kann, dass deutlich weniger Ressourcen benötigt werden. Häufig ist die Qualität von recyceltem Material jedoch deutlich geringer als die des Ausgangsmaterials und es besitzt damit auch einen geringeren Wert.
Polytetrafluorethylen (PTFE) gilt als besonders schwer zu recyclen. PTFE kommt in Industriebereichen wie der Dichtungstechnik, Elektrotechnik oder im Chemieanlagenbau häufig zum Einsatz. Das Polymer verfügt über hohe Temperatur- und Witterungsbeständigkeit, sehr gute Chemikalienbeständigkeit und einen geringen Reibungskoeffizienten. Somit ist PTFE ein vielseitig einsetzbares Material, insbesondere wenn es hohen Temperaturen oder starker Reibung ausgesetzt ist.
Für das PTFE-Recycling ist ein spezieller, sehr aufwendiger Prozess notwendig, in dem die Rezyklate zerkleinert werden, um annähernd die gleiche Korngröße wie bei Neuware zu erreichen. Wenn alle Besonderheiten jedoch Berücksichtigung finden, können hochwertige Ergebnisse erzielt werden und die Rezyklate können nicht nur die gleiche Qualität wie Neuware aufweisen, sie übertreffen diese sogar.
Mit zwei Werkstoffen hat NEUMAN & ESSER’s STASSKOL überprüft, ob und wie sich PTFE recyclen lässt und über welche Eigenschaften das verarbeitete Material, SK202 und SK801, verfügt. Während SK202 ein CCM-PTFE mit Glasfasern, Kohle und Grafit ist, handelt es sich bei SK801 um ein HCM-PTFE mit Carbonfasern und thermoplastischem Füllstoff. Diese beiden Materialen wurden gewählt, damit sowohl das Kalt- als auch das Heißpressverfahren angewendet werden konnten. Das Kaltpressverfahren stellt eine größere Herausforderung dar, weil der Größe der pulverförmigen Partikel eine besondere Rolle zukommt. Eine Mischung mit einem signifikanten Anteil an Carbon- und Glasfasern wurde ausgewählt, da dabei die Gefahr einer Verkürzung der Faserlängenverhältnisse und damit eine direkte Auswirkung auf die Eigenschaften des Werkstoffes besteht.
Zunächst wurden die Materialen sortenrein gesammelt und mit einer handelsüblichen Schneidmühle grob zerkleinert. Da jedoch sehr feine Korngrößen von lediglich 50 µm erreicht werden müssen, ist für den folgenden anspruchsvollen Mahlprozess deutlich mehr technisches Knowhow notwendig. An dieser Stelle kommen die Expertinnen und Experten für Fein- und Feinstvermahlung von NEUMAN & ESSER zum Einsatz.
Um die gewünschte Korngröße zu erreichen, haben wir Mahlversuche mit einer ICM 15 durchgeführt. Die Mühle arbeitet im Saugbetrieb. Das mit Mahlgut angereicherte Prozessgas wird mittels Unterdrucks durch die Mühle gesaugt. Die Produktzerkleinerung erfolgt mechanisch durch den Aufprall der Mahlgutpartikel auf die rotierenden Mahlwerkzeuge und auf das Prallfutter sowie durch den Aufprall der Mahlgutpartikel untereinander. Die Sichtung erfolgt oberhalb der Mahlscheibe im Bereich des Sichterrades und trennt die Mahlgutpartikel nach Korngröße, Dichte und anderen Kriterien. Die Drehgeschwindigkeit der Mahlscheibe und des Sichterrades, die Luftvolumenströme, der Füllungsgrad der Mühle sowie die Verweilzeit des Mahlguts in der Mahlzone und der Sichterzone sind ausschlaggebende Faktoren für die Funktion der Mühle. Die Mahlfeinheit lässt sich flexibel über die Sichterdrehzahl der Prallsichtermühle einstellen. Die Vorzüge der ICM liegen in der engen Kornverteilung mit scharfen Oberkornbegrenzungen von 20 μm bis 2.000 μm und geringen Feinstaubanteilen.
Bei einer konstanten Umlaufgeschwindigkeit der Mahlscheibe von 128 m/sec und einer konstanten Umlaufgeschwindigkeit des Sichterrades von 10 m/sec wurde der Massenstrom variiert, um den Einfluss auf die Korngröße zu ermitteln. Die Korngröße (D50-Wert) des gemahlenen Gutes wurde nach dem Prozess mit einem Laserbeugungsspektrometer (Typ: Mastersizer 2000, Hersteller: Malvern) bestimmt. Beim SK202 ergab sich bei einem Durchsatz von 6,9 kg/h eine Korngröße von 47,7 µm und bei einem Durchsatz von 2,5 kg/h eine Korngröße von 44,6 µm. Bei SK801 lag die Korngröße bei 56,7 µm bei 9,7 kg/h Durchsatz und bei 47,5 µm bei 2,7 kg/h Durchsatz.
