Das kugelförmige UHMW-PE-Feinpulver Mipelon von Mitsui Chemicals Europe bietet eine Alternative zu PTFE in Bezug auf Gleitreibung, Abriebfestigkeit und chemische Beständigkeit in Kunststoffen und Kautschuken.
Limitierender Faktor bei der Substitution von PTFE ist die niedrigere Schmelztemperatur von UHMW-PE, die bei rund 135 °C liegt. Während Mipelon allgemein bei Temperaturen von bis zu 120 °C eingesetzt werden kann, eignet sich die Spezialtype PM200C als Additiv in Kohlenwasserstoff-Öl für Temperaturen bis zu 200 °C. Anders als PE-Pulver neigt sie dort auch bei höheren Temperaturen nicht zum Aufquellen und behält Form und Funktion bei. Darüber hinaus zeichnet sie sich im Kunststoff-Masterbatch durch ein verbessertes Dispergier-Verhalten aus.
Kugelförmiges UHMW-PE-Feinpulver kann PTFE als Modifikator für Gleiteigenschaften von Thermoplasten und Kautschuken substituieren. (Fotos: Mitsui Chemicals)
Bei gleicher Dosierung resultiert laut Hersteller in vielen Fällen ein niedrigerer Gleitreibungskoeffizient und eine verbesserte Abriebfestigkeit als mit PTFE, was einen sparsamen Einsatz ermöglicht. Zusätzlich unterstützt die etwa halb so hohe Dichte von 0,97 g/cm³ die Gewichtsreduzierung. Mitsui Chemicals Europe, Düsseldorf, vertreibt Mipelon direkt und über den Distributor Dreyplas, Meerbusch, der auch kundenspezifische Neu- und Weiterentwicklungen begleitet.
Kennzeichnend für Mipelon, dessen Molekulargewicht rund 2 Mio. g/mol beträgt, sind die sehr geringen Größen der speziellen kugelförmigen Partikel. So liegt die durchschnittliche Partikelgröße (D50) für den Typ PM-200 bei rund 10 µm, was nach Angaben von Mitsui die derzeit weltweit kleinsten Abmessungen für diese Produktgruppe sind. Bei dem Typ XM-220 liegt der D50-Wert bei rund 30 µm und bei dem Typ XM-330 bei 65 µm. Die größeren Partikel kommen für die Modifikation von Kautschuken und Kunststoff-Compounds sowie als Filter zum Einsatz. Dem gegenüber eignen sich die besonders feinpulvrigeren Typen für Farben und Lacke. Derzeit entwickelt Mitsui Chemicals Inc. in Japan Pulvertypen mit einem D50-Wert von unter 5 µm sowie von rund 6 µm. Letztere ist bereits als Muster verfügbar. Die kommerzielle Verfügbarkeit ist für Ende 2025 geplant.
Generell unterstützen die kugelförmigen Partikel mit ihrer glatten Oberfläche und der engen Partikelgrößenverteilung eine gute Dispergierung. Die Partikelgrößenverteilung von Mipelon ist dabei deutlich enger als die von PTFE, und sie weist auch einen geringeren Anteil großer Partikel auf. Zudem weist das Material unter langzeitiger Beanspruchung nicht nur gegenüber PTFE sondern auch im Vergleich zu PA 11 und PA 12 sowie zu PE-Wachsen geringere Gleitreibungs- und Abriebwerte auf.
Mipelon bringt zudem eine hohe chemische Beständigkeit gegenüber Säuren, Laugen und organischen Chemikalien mit. Darüber hinaus nimmt es so gut wie kein Wasser oder Feuchtigkeit auf. Die meisten Typen sind nach EU- und US-Recht für Anwendungen mit Lebensmittelkontakt geeignet.
Aufgrund dieses breiten Eigenschaftsspektrums reichen typische Anwendungen von chemisch resistenten Oberflächenbeschichtungen, einschließlich elektrostatischer Pulverbeschichtungen, wasser- oder lösemittelbasierter Sprühlacke und Tauchlacke, bis hin zur Additivierung von Gummi und Thermoplasten. Anwendungsbeispiele sind gummibeschichtete Walzen, Beschichtungen von Gummiprofilen für die Automobilindustrie, Kunststoff-Compounds, Anti Blocking bei Folien anstelle von Zeolithe und Silizium, Öle und Fette mit Notschmierung.
Gemeinsam mit Anwendern entwickeln Dreyplas und Mitsui Chemicals Europe Lösungen zur Substitution von PTFE durch UHMW-PE und zur Optimierung von tribologischen Eigenschaften. Dies schließt auch den Einsatz des in Granulatform verfügbaren Lubmer UHMW-PE ein, das Mitsui Chemicals für Extrusions- und Spritzgussanwendungen entwickelt hat.
