Glossar
MFA - Modifiziertes Fluoralkoxy
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andere Bezeichnung: Poly(tetrafluorethylen-perfluormethylvinylether) Kurzzeichen: MFA CAS-Nr.: 165178-32-5 |
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Wichtige Handelsnamen und Markeneigner HYFLON® MFA – Solvay Plastics / Ausimont Group |
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Geschichtliches MFA, Modifiziertes Fluoralkoxy, wurde von der seit 2002 zu Solvay gehörenden US-amerikanischen, auf Fluorverbindungen spezialisierten Ausimont Group (Montedison & Longside International) anwendungsorientiert entwickelt und ist erst gegen Ende des letzten Jahrhunderts auf den Markt gekommen. MFA gehört damit zu den neueren Kunststoffen. Derzeit ist Solvay Plastics noch weltweit einziger Produzent. |
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Allgemeine Beschreibung MFA ist ein perfluorierter, teilkristalliner, thermoplastischer Kunststoff. Wie mit der Bezeichnung “Modifiziertes Fluoralkoxy“ bereits anzeigt, ist MFA eine chemische Variante des PFA (Perfluoralkoxy). MFA weist gegenüber PFA jedoch deutlich veränderte physikalisch-chemische und technische Eigenschaften auf. |
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Verarbeitung Die verhältnismäßig niedrige Schmelztemperatur von MFA, die recht weit unter der Zersetzungstemperatur liegt, lässt die Verarbeitung durch alle üblichen, thermischen Formgebungsverfahren zu. Auch spannungsfreie Beschichtungen und Laminierungen mit MFA sind unmittelbar aus der Schmelze des Kunststoffs gut möglich. Dadurch können auch technische Konstruktionen an schwer zugänglichen Stellen beschichtet werden. |
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Verwendung MFA war ursprünglich für den Einsatz in der Chemieindustrie und Elektrotechnik als korrosionshindernde Metallbeschichtungen unter thermischen und mechanischen Belastungen und als hochohmiges Isoliermaterial konzipiert. Dank seiner ausgezeichneten chemischen, thermischen und mechanischen Stabilität und völligen Durchsichtigkeit wird jedoch die Hauptmenge des heute produzierten MFA zu Schläuchen verarbeitet. MFA-Schläuche sind porenfrei und zeichnen sich durch völlig glatte, antiadhäsive Innenwandungen aus. Als temperatur- und chemikalienfeste, elastische Präzisions-Chemieschläuche werden sie mit Erfolg als medienführende Leitungen in Versuchsapparaturen und chemische Analysensysteme sowie in Reinstwasseranlagen eingebaut. Darüber hinaus hat die Biokompatibilität vom MFA und die Erfüllung der strengen amerikanischen FDA-Regularien dem Kunststoff den Einsatz als Beschichtungs- und Dichtmaterial sowie für Schlauch- und Rohrleitungen in Produktionsanlagen der Lebensmittel- und Pharmaindustrie sowie der Medizintechnik erschlossen. Es hat sich außerdem für hoch beanspruchte Dicht- und Gleitelemente als hervorragend geeignet erwiesen und wegen seiner ausgezeichneten Lichtdurchlässigkeit und nur geringen Feuchtigkeitsaufnahme auch für dauerhafte Laminierungen von Solarmodulen. |
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Chemische Eigenschaften MFA ist gleich dem PFA ein Co-Polymer der zwei monomeren Komponenten Tetrafluorethylen (CF2═CF2) und Perfluoralkoxyethylen (CF2═CF-O-R), deren Anteile m : n im Makromolekül (siehe Formelbild oben) von den Polymerisationsbedingungen abhängig sind. Zudem ist auch die Länge der über die Sauerstoffbrücke –O– (Etherbrücke) gebundene Fluorcarbon-Seitenkette R mit der allgemeinen Zusammensetzung R = CXF2X + 1 variabel. Hieraus ergeben sich eine Vielzahl von möglichen Produktvarianten. Die spezifischen, von Ausimont für die MFA-Produktion optimierten Reaktionsparameter führen zu einem Polymer, dessen meiste Kenndaten von denen des PFA verschieden sind. MFA ist frei von Weichmachern und anderen Additiven und ist physiologisch unbedenklich. Der thermoplastische Kunststoff ist nicht brennbar, er zersetzt sich jedoch bei höheren Temperaturen, wie im Brandfall, unter Freisetzung ätzender und hochgiftiger Brandgase, die außer Kohlenmonoxid (CO) vor allem niedermolekulare Fluorverbindungen, wie Fluorwasserstoff (HF), Tetrafluorethylen (CF2═CF2) und Carbonylfluorid (Fluorphosgen, F2C═O) enthalten. MFA ist gegenüber nahezu allen Chemikalien stabil, ebenso ist der Kunststoff äußerst witterungsbeständig und strahlungsresistent. Aufgrund dieser hohen chemischen Stabilität verrottet der Kunststoff nicht. Daher sind MFA-Rest- und Abfallstoffe auf Abfalldeponien zwar nicht unmittelbar problematisch, sie sollten aber nach Möglichkeit in Recyclings einbezogen werden, weil das Langzeitverhalten von MFA wie auch das aller anderen fluorierten Kunststoffe unter den in Deponiekörpern herrschenden Bedingungen noch weitgehend unbekannt ist. Probleme bereitet jedoch die thermische Aufbereitung (Verbrennung) von MFA-Rest- und Abfallstoffen sowie von MFA-beschichteten Metallen. Wegen der von dem Kunststoff bei hohen Temperaturen freigesetzten gasförmigen Giftstoffe sind dafür speziell ausgerüstete Anlagen nötig. |
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Handelsformen MFA fällt aus der Herstellung als wässerige Dispersion an, die unmittelbar für Beschichtungen eingesetzt, vorwiegend jedoch zu Granulat weiterverarbeitet wird. Durch thermische Formverfahren, meist Spritzguss oder Extrusion, wird das Granulat zu Halbzeugen, vorwiegend zu Schläuchen und Rohren in vielen Abmessungen und Ausführungen weiterverarbeitet. |
| Technische Daten | |
| allgemeine Eigenschaften | |
| Dichte | 2,12 - 2,17 g / cm3 |
| Farbe | farblos-klar, einfärbbar |
| Lichtdurchlässigkeit | 200 nm bis 770 nm |
| Wasseraufnahme | |
| in Wasser +23 °C/Wassersättigung | <0,03 % |
| LOI-Index | >95 % O2 |
| Brandklasse UL 94 | V-0 (DIN IEC 60695-11-10) |
| thermische Eigenschaften | |
| Wärmeleitfähigkeit | 0,19 W/K · m |
| Schmelztemperatur | +280 bis +290 °C (ISO 11357-1/3) |
| Zersetzungstemperatur | >400 °C |
| linearer Wärmeausdehnungskoeffizient | |
| im Bereich +23 bis +150 °C | 1,2 - 2 · 10-4 / K |
| maximale Einsatztemperatur | +260 °C |
| minimale Einsatztemperatur | -70 °C |
| elektrische Eigenschaften | |
| Dielektrizitätskonstante (50 Hz) | 2,0 (IEC 60250) |
| Durchschlagfestigkeit | 34 - 38 kV / mm (IEC 60243-1) |
| spezifischer Durchgangswiderstand | >1016 Ω / cm (IEC 60093) |
| spezifischer Oberflächenwiderstand | >1017 Ω / cm2 (IEC 60093) |
| mechanische Eigenschaften | |
| Shore-Härte (D) | 59 (DIN 53505) |
| Reißfestigkeit | |
| bei +23 °C | 28 - 36 N /mm2 |
| bei +150 °C | 15 - 21 N / mm2 |
| bei +250 °C | 6 - 8 N / mm2 |
| Gleitreibungskoeffizient | |
| gegen Stahl (trocken) | 0,1 - 0,2 |
| chemische Beständigkeit | |
| Benzin und andere aliphatische Kohlenwasserstoffe | beständig |
| Benzol, Xylol und andere aromatische Kohlenwasserstoffe | beständig |
| Phenole | beständig |
| halogenierte Lösungsmittel | beständig |
| Ester, Ketone | beständig |
| Ethylenoxid | beständig |
| Formaldehyd, wässerige Lösung und Gas | beständig |
| Alkalilaugen | beständig |
| Ammoniaklösung und aliphatische Amine | beständig |
| Anillin, Pyridin und Abkömmlinge | beständig |
| Mineralsäuren und organische Säuren | beständig |
| Wasserstoffperoxid | beständig |
| Heißwasser | beständig |
| UV- und radioaktive Strahlung | beständig |
| freie Alkalimetalle | unbeständig/Zersetzung |
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Weiterführende Literatur *) (1) Verband der Kunststofferzeuger (Plastics Europe, Association of Plastics Manufacturers), Serie Technische Berichte, Anleitung zum sicheren Umgang mit Fluorkunststoffen, 2. Ausgabe (deutsch), Brüssel [2005] (2) M. D. Lechner, K. Gehrke, E. H. Nordmeier, Makromolekulare Chemie, Birkhäuser Verlag [2010], ISBN 978-3-7643-8890-4 (3) GESTIS Stoffdatenbank; Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Unfallversicherung, unter: www.dguv.de *) MFA wird in der Literatur bisher nur spärlich erwähnt. Die angeführten Literaturquellen sind daher nur Orientierungshilfen. Einzelheiten können nur der Patentliteratur entnommen werden. |