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PFAS-freie Dichtungen mit wasserbasierten Schmierstoffen
Forschende der Fraunhofer-Gesellschaft haben ein neuartiges Dichtungssystem entwickelt, das ohne PFAS auskommt und mit wasserbasierten Schmierstoffen funktioniert. Die Technologie kombiniert diamantähnliche Kohlenstoffbeschichtungen mit laserbasierter Mikrostrukturierung – ein vielversprechender Beitrag zu umweltfreundlicheren Antriebslösungen.
Im Projekt pureWaterSeal haben die Fraunhofer-Institute für Lasertechnik ILT und für Werkstoffmechanik IWM gemeinsam Dichtungen entwickelt, die umweltschädliche PFAS vollständig ersetzen und zugleich mit wasserbasierten Schmierstoffen betrieben werden können. Das System zielt auf mehr Nachhaltigkeit bei gleichzeitig hoher Funktionalität – etwa in Windkraftanlagen, Schiffsschrauben oder industriellen Pumpen.
Klassische Dichtsysteme bestehen meist aus PFAS-haltigen Kunststoffen und benötigen erdölbasierte Schmierstoffe. Beide Stoffgruppen bergen ökologische Risiken: PFAS reichern sich dauerhaft in der Umwelt an, und konventionelle Schmierstoffe können Böden und Grundwasser massiv belasten. Die neue Lösung begegnet beiden Problemen zugleich.
Lesetipp: Klebstoffe und Dichtstoffe
Aus der „Sicht des Chemikers“ geschrieben, vermittelt „Formulierung von Kleb- und Dichtstoffen“ anhand von Grundlagen, Formulierungshinweise sowie Analysen bestehender Rezepte. Im Mittelpunkt stehen hierbei die Zusammensetzung und Bestandteile der verschiedenen Klebstoffarten, deren chemische Strukturen und funktionellen Gruppen. Die daraus resultierenden Eigenschaften werden sowohl für die Endanwendung als auch für die Applikation der Systeme abgeleitet.
Strukturierte DLC-Schicht für langlebige Dichtsysteme
Herzstück der Entwicklung ist eine diamantähnliche Kohlenstoffbeschichtung (Diamond-like Carbon, DLC), die auf PFAS-freie Kunststoffbauteile abgestimmt ist. Durch eine gezielte laserbasierte Mikrostrukturierung werden mechanische Spannungen lokal abgebaut, die Schichthaftung verbessert und Reibung reduziert. Die Dichtungen sind dadurch deutlich langlebiger und verschleißfester – bei gleichzeitigem Verzicht auf kritische Chemikalien.
Zudem lassen sich erstmals wasserbasierte Schmierstoffe in solchen Anwendungen einsetzen. Dies verringert das Risiko für Umweltschäden im Leckagefall und verbessert die ökologische Gesamtbilanz technischer Anlagen.
Praxiseinsatz und technologische Weiterentwicklung
Erste Prototypen kommen bereits in Pumpensystemen der Geothermie zum Einsatz. Aktuell arbeiten die Fraunhofer-Teams daran, die Technologie für weitere industrielle Anwendungen zu skalieren und in die Serienfertigung zu überführen. Gleichzeitig laufen Entwicklungen zur Anpassung an unterschiedliche Belastungsprofile und Branchenbedarfe. Auch die Gründung eines Spin-offs zur Vermarktung ist in Vorbereitung.
Quelle: Fraunhofer ILT / Fraunhofer IWM, 2025
