12.06.2025 von Aileen Sammler
Präzise Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von PTFE mit dem NETZSCH TCT 716 Lambda
PTFE (Polytetrafluorethylen), besser bekannt unter dem Handelsnamen Teflon®, ist ein thermoplastisches Polymer mit exzellenter chemischer Beständigkeit und hoher Temperaturstabilität. Es findet breite Anwendung – z. B. in Kochgeschirr, elektrischen Isolierungen, medizinischen Geräten, Dichtungen und Schmiermitteln. Durch das Einbringen von Füllstoffen wie Glasfasern lassen sich seine Eigenschaften gezielt einstellen.
PTFE (Polytetrafluorethylen), besser bekannt unter dem Handelsnamen Teflon®, ist ein thermoplastisches Polymer mit exzellenter chemischer Beständigkeit und hoher Temperaturstabilität. Es findet breite Anwendung – z. B. in Kochgeschirr, elektrischen Isolierungen, medizinischen Geräten, Dichtungen und Schmiermitteln. Durch das Einbringen von Füllstoffen wie Glasfasern lassen sich seine Eigenschaften gezielt einstellen.
Für die Materialentwicklung ist es entscheidend, das thermische Verhalten von ungefülltem und gefülltem PTFE über den gesamten Einsatztemperaturbereich zu kennen. Die Application Note 368 beschreibt, wie die WärmeleitfähigkeitDie Wärmeleitfähigkeit (λ mit der Einheit W/(m•K)) beschreibt den Transport von Energie - in Form von Wärme - durch einen Körper aufgrund eines Temperaturgefälles.Wärmeleitfähigkeit mit dem NETZSCH Guarded Heat Flow Meter (GHFM) TCT 716 Lambda präzise bestimmt werden kann.
Messmethode
Das GHFM-Verfahren ist ein stationäres Messprinzip, bei dem eine Probe bekannter Dicke zwischen zwei beheizten Platten positioniert wird. Die durch die Probe fließende Wärme wird gemessen und daraus die WärmeleitfähigkeitDie Wärmeleitfähigkeit (λ mit der Einheit W/(m•K)) beschreibt den Transport von Energie - in Form von Wärme - durch einen Körper aufgrund eines Temperaturgefälles.Wärmeleitfähigkeit berechnet.
Dieses Verfahren eignet sich besonders gut für inhomogene oder anisotrope Materialien wie Verbundwerkstoffe oder Mehrschichtsysteme. In der Untersuchung wurden drei PTFE-Proben analysiert:
- Zwei ungefüllte PTFE-Proben von verschiedenen Herstellern
- Eine glasfasergefüllte PTFE-Probe
Die Proben hatten jeweils einen Durchmesser von etwa 50 mm und eine Dicke von ca. 3 mm. Der Messbereich lag zwischen -10 °C und 200 °C. Die Kalibrierung erfolgte mit Vespel® SP-1. Zur Minimierung des Grenzflächenwiderstands wurde eine Silikon-Wärmeleitpaste eingesetzt. Der Auflagedruck lag bei ca. 175 kPa.
Ergebnisse und Beobachtungen
Die Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit von der Temperatur zeigte:
- Die ungefüllten PTFE-Proben (Probe 1 und 2) entsprachen den Literaturwerten (~0,27 W/(m·K) bei Raumtemperatur). Die dichtere Probe zeigte eine leicht höhere Wärmeleitfähigkeit.
- Die glasgefüllte Probe wies erwartungsgemäß eine deutlich höhere Wärmeleitfähigkeit auf.
- Im Bereich um Raumtemperatur wurde ein Fest-Fest-Phasenübergang beobachtet, erkennbar an einer sprunghaften Änderung der Wärmeleitfähigkeit. Darüber hinaus hatte die Temperatur kaum noch Einfluss.
Fazit
Das NETZSCH TCT 716 Lambda hat sich als äußerst leistungsfähig bei der Analyse der Wärmeleitfähigkeit von PTFE erwiesen – sowohl für ungefüllte als auch für gefüllte Materialien. Besonders bei schwierigen Proben wie glasfaserverstärkten Polymeren zeigt das Analysegerät seine Stärken – ideal für Forschung und Qualitätssicherung in der Polymerbranche.
So führen Sie eine Messung mit dem NETZSCH TCT 716 Lambda durch:
Weitere Informationen und die Kontaktdaten Ihres regionalen Vertriebsmitarbeiters finden Sie hier:
