Ethylen-Chlortrifluorethylen-Copolymer

Ethylen-Chlortrifluorethylen-Copolymer (ECTFE) ist ein thermoplastisches Block-Copolymer, welches eine gute Schlagzähigkeit, thermische Beständigkeit und Antihaftwirkung besitzt. Es wurde erstmals 1970 durch Solvay unter dem Handelsnamen Halar® ECTFE auf den Markt gebracht.

Strukturformel
Allgemeines
Name	Ethylen-Chlortrifluorethylen
Andere Namen	ECTFE Ethylen-Chlortrifluorethylen Ethylen-Trifluorchlorethylen Poly(Ethen-Co-Chlortrifluorethen)[1]
CAS-Nummer	25101-45-5
Monomere	Chlortrifluorethen Ethen
Summenformel der Wiederholeinheit	C4H4ClF3
Molare Masse der Wiederholeinheit	144,52[2]
PubChem	159996
Art des Polymers	Thermoplast
Kurzbeschreibung	weißer[1] oder transparenter[3] Feststoff
Eigenschaften
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,70–1,74 g/cm³[1]
Schmelzpunkt	220–227 °C[1]
Glastemperatur	92 °C[3]
Härte	Shore D55[1]
Kristallinität	teilkristallin[3]
Elastizitätsmodul	1410–1500 MPa[1][3]
Wasseraufnahme	4·10−2 % (+23 °C; 50 % rel. Feuchte)[1]
Elektrische Leitfähigkeit	10−12 S/m[1]
Bruchdehnung	> 50 % (DIN 53455)[1]
Chemische Beständigkeit	beständig gegen aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, Phenole, halogenierte Lösungsmittel, Ester und Ketone, Kali- und Natronlauge, aliphatische Amine/Ammoniakwasser, organische und anorganische Säuren, Wasserstoffperoxid, UV-Strahlung; unbeständig gegen Halogene; vollständige Zersetzung durch freie Alkalimetalle[1]
Thermischer Ausdehnungskoeffizient	8·10−5 °C[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar[4]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Herstellung

ECTFE wird durch Copolymerisation bei Temperaturen um −80 bis −60 °C aus Chlortrifluorethen und Ethylen hergestellt.^[3] ECTFE wird als Schmelzgranulat oder als Pulver zur Weiterverarbeitung mittels Rotationsformen oder Spritzgießen bereitgestellt. Alternativ wird es zu Folien mit einer Stärke von 250–300 µm verarbeitet.^[3]

Eigenschaften

Beschichtungen mit ECTFE sind besonders geeignet für Anwendungen, bei denen die chemische Beständigkeit bei erhöhter Temperatur im Vordergrund steht. Es ist beständig gegen Säuren und Laugen in einem pH-Bereich von 1 bis 14. Unter anderem beständig gegen Salpetersäure, Ozon, Wasserstoffperoxid, Schwefelsäure, Fluorwasserstoffsäure und Ammoniakwasser.^[5]

ECTFE zeichnet sich durch eine hohe Temperaturbeständigkeit von −75 bis 150 °C^[1] und hohe Abriebfestigkeit aus. Es kann auch in großen Schichtdicken von bis zu 1 mm aufgebracht werden. Zum Vergleich: bei Polytetrafluorethylen (PTFE) sind Schichtdicken von wenigen µm üblich.^[6] Durch eine niedrige Rauhtiefe verfügt eine ECTFE-Oberfläche über gute Antihaft-Eigenschaften.

ECTFE ist ein guter elektrischer Isolierstoff, der spezifische elektrische Widerstand beträgt 10¹³ Ω/cm und die Durchschlagfestigkeit 14,5 kV/mm. Die beiden Werte sind jedoch geringer als jene Werte bei PTFE, welches unter anderem bei Hochspannungskabeln eingesetzt wird.^[1]

Gegenüber dem oft verwendeten Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (ETFE) erreicht ECTFE eine höhere Transmissivität sowie eine geringerer Trübung bei ansonsten gleichen Eigenschaften.^[3]

Verwendung

• In der chemischen Industrie werden Beschichtungen aus ECTFE für Behälter oder Verrohrungen eingesetzt.^[1]
• In Form von lichtdurchlässigen Folien wird es für Membranstrukturen in der Architektur anstelle von Glas verwendet.^[3]
• Es findet bei Solarzellen als lichtdurchlässige Schutzschicht für Dünnschichtzellen Anwendung.^[7]
• Zur Beschichtung der Verrohrung von Luftaustausch- und Reinigungssystemen in Reinräumen.^[8]

Siehe auch

• Polychlortrifluorethylen (PCTFE)

Literatur & Weblinks

• S. Koltzenburg, M. Maskus, O. Nuyken, Block- und Pfropfpolymere (387 ff.). In: Polymere – Synthese, Eigenschaften und Anwendungen. Springer Verlag (2014), ISBN 978-3-642-34772-6
• BIOSYNTH, Sicherheitsdatenblatt für Chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer; (25.10.2022); FC86897