PFAS: Ein entscheidender Faktor mit ungewisser Zukunft

Genau wie der tödliche Knollenblätterpilz nicht mit essbaren Champignons verwechselt werden sollte und die giftige Heckenkirsche nicht mit dem nahrhaften Holunder, so ist auch die Pflanzenwelt reich an Arten, die unterschiedliche Bewertungen erfordern. Manche sind giftig, andere sind eine Quelle für Vitamine und Gesundheit. Glücklicherweise ermöglicht uns die differenzierte Klassifizierung von Inhaltsstoffen und Spurenelementen, die Welt nicht als generelle Gefahrenzone zu betrachten, in der Pilze und Beeren generell als lebensgefährlich angesehen werden. 

Ähnlich verhält es sich derzeit in der Debatte um PFAS, die so genannten „Ewigkeitschemikalien“. Sie sind oft in den Medien und lösen Alarm aus. Die vereinfachte und sensationalistische Darstellung dieser Chemikalien zeigt deutlich ihre Wirkung: PFAS finden sich in Kosmetika, in Mineralwasser und sogar im menschlichen Blut. Umfragen zufolge lehnen drei Viertel der Verbraucher generell Produkte ab, die PFAS enthalten, ohne sich dessen bewusst zu sein, dass sie täglich von den vielfältigen Nutzen dieser Stoffe profitieren.

Innovationen für langlebige Produkte 

Es ist entscheidend zu erkennen, dass PFAS eine umfangreiche Gruppe von über 10.000 unterschiedlichen Chemikalien umfasst. Nicht alle davon sind schädlich für die Gesundheit und die Umwelt. Tatsächlich sind viele dieser Verbindungen essentiell für Sicherheit und technologischen Fortschritt. Ihre Stabilität und Dauerhaftigkeit verleihen Konsumgütern und industriellen Produkten außergewöhnliche Eigenschaften. PFAS tragen wesentlich zur Durchführung der Energiewende bei, sie unterstützen Innovationen in der Medizintechnik und Diagnostik und beschleunigen die Transformation zur Elektromobilität. Sie finden sich in Komponenten von Windkraftanlagen, in Herzschrittmachern, Computertomographen und in vielen Produkten, die eine hohe Lebensdauer erfordern.

Innerhalb des Arbeitskreises technische Kunststoffe, unterstützt vom Verband der Chemischen Industrie (VCI) und initiiert durch den Dichtungshersteller IDT, arbeiten namhafte Unternehmen aus der chemisch-pharmazeutischen Industrie und dem Anlagenbau zusammen. Dieses Gremium ist intensiv daran beteiligt, Alternativen zu Dyneon-Materialien zu erforschen und das Spektrum an Ersatzstoffen für Fluorpolymere zu erweitern. Bisher wurde jedoch kein Ersatzstoff gefunden, der dieselbe Beständigkeit sowie mechanische und thermische Eigenschaften wie die originalen Fluorpolymere aufweist. Darüber hinaus existiert kein PFAS-freies PTFE. Die Folge ist eine signifikante Lücke in den verfügbaren Lösungen für Hochleistungsdichtungen, die nicht einfach durch bekannte Alternativen wie Graphit, Fasermaterialien oder Metall ersetzt werden kann.

Umfangreiche Testreihen sind zeitaufwändig und kostspielig 

Im Fall spezifischer Materialien wie TFM 1600 von 3M/Dyneon gibt es keine klar definierten technischen Mindestspezifikationen, was die Entwicklung von Ersatzmaterialien erschwert. In solchen Fällen sind umfangreiche und teure Testreihen erforderlich, um die notwendigen Parameter zu ermitteln, die ein alternatives Material erfüllen muss. Dies ist besonders herausfordernd, da es viele unterschiedliche Anwendungsgebiete mit diversen Anforderungen gibt. Beispielsweise unterscheiden sich die Anforderungen an Materialien für statische Abdichtungen deutlich von jenen für dynamische Anwendungen wie Spindelabdichtungen in Armaturen, wo das gleiche Material möglicherweise nicht effektiv ist.

IDT erforscht aktiv den Einsatz alternativer Kunststoffe, die nicht von der PFAS-Regulierung betroffen sind. Die Komplexität dieses Unterfangens wird durch drei Beispiele verdeutlicht: 

• In der chemischen Industrie werden Dichtungen im Temperatureinsatz von 100-200 °C verwendet. Einige Anwender meinen jedoch, PE verwenden zu können. Bei diesem thermoplastischen Kunststoff ist die Einsatztemperatur allerdings auf 80°C begrenzt, ein Einsatz somit nicht möglich.  

• Einige Medien wie zum Beispiel Schwefelsäure benötigen einen beständigen Kunststoff. Hier ist derzeit kein Kunststoff bekannt, der als Ersatz herangezogen werden kann.  

• In der Dichtungstechnik benötigen wir beständige und anpassungsfähige Kunststoffe. Schaut man zum Beispiel auf PEEK, so ist zwar eine hohe Temperaturbeständigkeit gegeben, als Dichtungsmaterial ist PEEK jedoch viel zu hart, um den technischen Anforderungen zu genügen. Auch ist die universelle chemische Beständigkeit nicht gegeben: Im Kontakt mit Schwefelsäure löst sich der Kunststoff bereits bei Raumtemperatur vollständig auf. 
  

Neben den Herausforderungen bei der Verarbeitungseigenschaften und Leistungsfähigkeit von alternativen Werkstoffen unter Betriebsbedingungen gibt es auch grundlegende Fragen, die weit darüber hinausgehen. Diese umfassen die Verfügbarkeit und Lieferfähigkeit dieser Materialien, die Entwicklung angemessener Prüf- und Testverfahren für Betreiber, die Berücksichtigung kritischer Medien wie HCl, H2SO4, H3PO4, HF bei den Tests und die Erreichung einer allgemeingültigen Zulassung für alle Betreiber.