W ostatnich latach przemysł materiałowy stanął przed jednym z największych wyzwań technologicznych i regulacyjnych: ograniczeniem lub całkowitym zakazem stosowania substancji z grupy PFAS, w tym szeroko stosowanego PTFE (politetrafluoroetylenu).
Dla firm działających w obszarze wysokowydajnych polimerów oznacza to konieczność opracowania alternatyw, które zapewnią te same parametry tribologiczne i mechaniczne, przy jednoczesnym wyeliminowaniu składników o potencjalnym wpływie na środowisko. Jednym z liderów w tej dziedzinie jest firma igus, producent komponentów z tworzyw sztucznych do zastosowań przemysłowych, która dzięki wieloletnim badaniom i własnemu zapleczu testowemu opracowała pełną gamę produktów wolnych od PTFE i PFAS, zachowujących najwyższe standardy jakości i trwałości.
Techniczna doskonałość i ekologiczne wyzwanie
Politetrafluoroetylen (PTFE) od dziesięcioleci uznawany jest za materiał o wyjątkowych właściwościach. Jego niezwykle niski współczynnik tarcia oraz odporność chemiczna sprawiają, że jest powszechnie stosowany w łożyskach ślizgowych, powłokach, uszczelnieniach czy przewodach. Jednocześnie PTFE należy do szerokiej grupy substancji PFAS (per- i polifluorowanych alkilowych), zwanych potocznie „forever chemicals” – związków odpornych na rozkład biologiczny, które mogą kumulować się w środowisku i organizmach żywych. W ostatnich latach UE rozpoczęła proces legislacyjny zmierzający do ograniczenia lub nawet całkowitego zakazu stosowania PFAS. Wniosek złożony przez pięć krajów europejskich (Niemcy, Holandię, Danię, Szwecję i Norwegię) został przekazany do Europejskiej Agencji Chemikaliów (ECHA) w 2023 roku. Zgodnie z projektem rozporządzenia, ograniczenia mogą wejść w życie najwcześniej w 2026 r., z możliwymi okresami przejściowymi sięgającymi 13 lat. Dla producentów oznacza to konieczność wcześniejszego dostosowania procesów technologicznych i opracowania alternatyw materiałowych, które nie będą objęte zakazem.
Rozwój materiałów wolnych od PTFE i PFAS
Firma igus już na wczesnym etapie rozpoczęła prace nad substytutami PTFE w swoich materiałach tribologicznych. Dzięki połączeniu interdyscyplinarnej wiedzy z zakresu chemii polimerów, inżynierii tribologicznej i technologii wytwarzania, zespół badawczo-rozwojowy opracował szereg materiałów o porównywalnych lub lepszych właściwościach niż tradycyjne mieszanki zawierające PTFE. Nowe tworzywa zostały przetestowane pod kątem 96 substancji PFAS uznanych przez ECHA za szczególnie szkodliwe dla zdrowia i środowiska. Badania przeprowadzono według metody SQP M1227, wykorzystującej chromatografię cieczową (LC-MS/MS) oraz gazową (GC-MS), a wyniki jednoznacznie potwierdziły brak obecności tych substancji w stężeniu powyżej 0,1 proc. masowo.
Rezultatem tych prac jest szerokie portfolio materiałów iglidur®, igumid® i xirodur®, które nie zawierają PTFE ani żadnych krytycznych PFAS. Wśród nich znajduje się m.in. iglidur JPF – materiał wyróżniony tytułem Produktu Roku 2025 przez czasopismo „Kunststoff Magazin”. Jego opracowanie stanowi kamień milowy w rozwoju bezsmarowych rozwiązań ślizgowych. W porównaniu do klasycznego iglidur J, nowy wariant JPF charakteryzuje się nie tylko mniejszym współczynnikiem tarcia, ale także nawet o 60 proc. niższym zużyciem przy zachowaniu identycznych właściwości mechanicznych i temperaturowych.
Badania, testy, innowacje
– fundament rozwoju igus
Siłą igus jest wysoki poziom integracji pionowej – od opracowania receptur i procesów mieszania, przez symulacje materiałowe, aż po testy eksploatacyjne w warunkach rzeczywistych. Własne laboratorium testowe firmy, jedno z największych w branży, każdego roku wykonuje ponad 15 tys. testów tribologicznych i zużyciowych. Na podstawie uzyskanych wyników możliwe jest precyzyjne dopasowanie składu materiałów do konkretnych aplikacji, takich jak łożyska ślizgowe w maszynach przemysłowych, prowadnice liniowe w automatyce czy przewody ruchome w systemach zasilania.
Jak podkreśla dr inż. Magnus Orth, kierujący Działem Rozwoju Materiałów i Centrum Technicznym igus, prace nad substytutami PTFE wymagały tysięcy godzin testów i iteracji.
– Zwłaszcza w przypadku szeroko stosowanych materiałów, takich jak iglidur G czy W300, kluczowe było utrzymanie identycznych parametrów w zakresie nośności, stabilności termicznej i odporności na zużycie. Udało się to osiągnąć dzięki ścisłej współpracy zespołów badawczych i wykorzystaniu danych z naszego laboratorium tribologicznego. W rezultacie powstały rozwiązania, które nie tylko eliminują PTFE, ale w wielu przypadkach przewyższają jego wydajność.
Praktyczne zastosowania i korzyści
Nowe materiały igus bez PTFE znajdują zastosowanie w szerokim spektrum branż. W przemyśle spożywczym i farmaceutycznym, gdzie konieczna jest odporność na środki czyszczące i brak ryzyka kontaminacji, materiały iglidur A160, A230 czy HPF gwarantują wysoką stabilność i zgodność z normami FDA. W sektorze motoryzacyjnym oraz w produkcji sprzętu AGD, gdzie duże znaczenie mają koszty i trwałość, zastosowanie znajdują łożyska ślizgowe z serii iglidur JPF, GPF czy XPF. W robotyce i automatyce przemysłowej szczególną rolę odgrywają komponenty drylin, które zapewniają cichą, precyzyjną pracę bez smarowania, oraz przewody chainflex, projektowane do pracy w ruchu i również całkowicie wolne od PTFE.
Korzyści z wdrożenia materiałów niezawierających PFAS są wielowymiarowe. Oprócz zgodności z przyszłymi przepisami unijnymi, użytkownicy zyskują komponenty o dłuższej żywotności, mniejszym zapotrzebowaniu na konserwację oraz większej stabilności pracy w ekstremalnych warunkach środowiskowych. To bezpośrednio przekłada się na niższe koszty eksploatacyjne, większą niezawodność urządzeń i ograniczenie wpływu produkcji na środowisko.
Kierunek: przyszłość bez PFAS
Firma igus aktywnie uczestniczy w transformacji przemysłu polimerowego w stronę zrównoważonych technologii. Opracowane rozwiązania, takie jak iglidur JPF, WPF czy F, pokazują, że eliminacja PTFE nie musi oznaczać kompromisu w wydajności. Wręcz przeciwnie – innowacyjne formuły otwierają nowe możliwości projektowe i eksploatacyjne, zwiększając zakres zastosowań tworzyw tribologicznych.
Jak zauważa dr Orth, celem firmy nie jest jedynie dostosowanie się do przepisów, lecz wyznaczanie nowych standardów dla inżynierii materiałowej.
– Oferujemy dziś niemal 30 materiałów łożyskowych całkowicie wolnych od PTFE i ponad 40, które przeszły pozytywnie testy na obecność 100 najbardziej krytycznych PFAS. W ten sposób zapewniamy klientom pewność, że ich produkty pozostaną zgodne z przepisami przez wiele lat. Dzięki konsekwentnemu rozwojowi, kompleksowemu zapleczu badawczemu i transparentnym testom, igus umacnia swoją pozycję jako światowy lider w dziedzinie bezsmarowych technologii ruchu. Rozwiązania bez PTFE nie są już alternatywą – stają się nowym standardem w zrównoważonej inżynierii przemysłowej.
~sat
