Hochleistungskunststoffe im Vergleich: PEEK vs. PPS vs. PSU

Hochleistungskunststoffe kommen überall dort zum Einsatz, wo herkömmliche Kunststoffe an ihre thermischen, chemischen oder mechanischen Grenzen stoßen. Besonders häufig stehen Konstrukteure und Einkäufer vor der Frage: PEEK vs. PPS – welcher Hochleistungskunststoff eignet sich besser für die jeweilige Anwendung? Auch PSU kann eine interessante Alternative sein, insbesondere wenn Transparenz, Hydrolysebeständigkeit oder Sterilisierbarkeit gefragt sind.

PEEK, PPS und PSU unterscheiden sich deutlich hinsichtlich Temperaturbeständigkeit, mechanischer Belastbarkeit, Chemikalienbeständigkeit und Einsatzgebiet. Im folgenden Vergleich sehen Sie, welcher Werkstoff seine Stärken unter welchen Bedingungen ausspielt.

PEEK – Polyetheretherketon

PEEK gehört zur Familie der Polyaryletherketone (PAEK) und zählt zu den leistungsfähigsten thermoplastischen Kunststoffen. Der Werkstoff verbindet eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit mit hoher mechanischer Festigkeit, Dimensionsstabilität und einer sehr guten Beständigkeit gegenüber zahlreichen Chemikalien.

Abhängig von Werkstofftype und Einsatzbedingungen sind bei PEEK Dauergebrauchstemperaturen von etwa 250 bis 260 °C möglich. Auch bei erhöhten Temperaturen behält der Werkstoff seine mechanischen Eigenschaften vergleichsweise gut bei.

Die PEEK-Beständigkeit gegenüber zahlreichen Säuren, Laugen, Kohlenwasserstoffen, Ölen, Kraftstoffen und organischen Lösungsmitteln ist sehr hoch. Grenzen können jedoch unter anderem bei bestimmten stark oxidierenden Medien und konzentrierten Säuren auftreten. Für die konkrete Auslegung müssen deshalb immer Medium, Konzentration, Temperatur und Einwirkdauer berücksichtigt werden.

Weitere Details zu Aufbau, Eigenschaften und Verarbeitung finden Sie in unserer PEEK Werkstoffkunde.

Typische Anwendungsbereiche für PEEK sind:

• Komponenten in der Luft- und Raumfahrt
• hochbelastete Bauteile im Maschinen- und Anlagenbau
• Dichtungen, Lager, Führungen oder Zahnräder
• Pumpen- und Ventilkomponenten
• elektrische Isolatoren und Komponenten für die Elektronik
• geeignete Bauteile für die Medizintechnik

PEEK in medizinischer Qualität

Für medizinische Anwendungen stehen spezielle PEEK-Qualitäten zur Verfügung. Nicht jede handelsübliche PEEK-Type ist jedoch automatisch biokompatibel oder für Implantate beziehungsweise direkten Körperkontakt geeignet.

Bei PEEK in medizinischer Qualität müssen unter anderem Werkstoffreinheit, Rückverfolgbarkeit, Biokompatibilität, Dokumentation und die für die konkrete Anwendung erforderlichen Zulassungen berücksichtigt werden. Für medizinische Anwendungen sollte deshalb immer die konkrete Materialqualität geprüft werden.

PPS – Polyphenylensulfid

PPS ist ein teilkristalliner Hochleistungskunststoff, der sich besonders durch seine sehr gute chemische Beständigkeit, geringe Feuchtigkeitsaufnahme und hohe Maßhaltigkeit bei erhöhten Temperaturen auszeichnet.

PPS lässt sich abhängig von Werkstofftype und Belastung bei hohen Dauertemperaturen einsetzen und weist gleichzeitig eine geringe Kriechneigung auf. Der Kunststoff ist zudem von Natur aus schwer entflammbar und eignet sich deshalb besonders für technische Anwendungen in der Automobil-, Elektro- und Prozessindustrie.

Die PPS-Kunststoff-Beständigkeit gegenüber vielen Säuren, Laugen, Kraftstoffen und Lösungsmitteln ist sehr hoch. Deshalb wird PPS häufig eingesetzt, wenn chemische Beständigkeit und Dimensionsstabilität gefordert sind, die maximale Leistungsfähigkeit von PEEK jedoch nicht erforderlich ist.

PPS wird häufig eingesetzt in:

• Automobilbauteilen wie Pumpengehäusen und Sensorabdeckungen
• Elektrokomponenten und Steckverbindern
• Pumpen- und Ventilbauteilen
• Filtergehäusen in chemischen Prozessen
• Bauteilen mit hohen Anforderungen an Dimensionsstabilität
• Komponenten unter erhöhter thermischer Belastung

PEEK vs. PPS: Wo liegen die wichtigsten Unterschiede?

PEEK und PPS gehören beide zu den Hochleistungskunststoffen, verfolgen aber unterschiedliche technische und wirtschaftliche Schwerpunkte.

PEEK ist häufig die bessere Wahl, wenn sehr hohe Temperaturen mit hoher mechanischer Belastung, Verschleiß oder anspruchsvollen Medien kombiniert auftreten.

PPS ist häufig interessant, wenn eine hohe Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit sowie sehr gute Dimensionsstabilität benötigt werden, ohne dass das höhere Leistungsniveau von PEEK erforderlich ist.

Damit ist PPS bei vielen Anwendungen eine wirtschaftlich interessante Alternative zu PEEK. Ob ein Material tatsächlich ersetzt werden kann, muss jedoch anhand der konkreten Betriebsbedingungen geprüft werden.

PSU – Polysulfon

PSU ist im Gegensatz zu PEEK und PPS ein amorpher Hochleistungskunststoff. Er zeichnet sich durch Transparenz, gute Schlagzähigkeit sowie eine hohe Hydrolyse- und Heißwasserbeständigkeit aus.

PSU hält deutlich niedrigeren Dauertemperaturen stand als PEEK oder PPS, bietet dafür jedoch Vorteile bei Anwendungen, in denen transparente, sterilisierbare oder hydrolysebeständige Bauteile benötigt werden.

Typische Einsatzbereiche von PSU:

• sterilisierbare Komponenten in der Medizintechnik
• transparente technische Bauteile
• Behälter und Gehäuse in der Lebensmittelindustrie
• Warmwasseranwendungen
• elektrische und elektronische Komponenten

Vergleichstabelle: PEEK vs. PPS vs. PSU

Eigenschaft	PEEK	PPS	PSU
Temperaturbeständigkeit	sehr hoch, typischerweise bis ca. 250–260 °C	sehr hoch	hoch, aber deutlich unter PEEK und PPS
Chemische Beständigkeit	sehr hoch	sehr hoch	mittel bis gut, abhängig vom Medium
Mechanische Festigkeit	sehr hoch	hoch	mittel
Dimensionsstabilität	sehr hoch	sehr hoch	gut
Hydrolysebeständigkeit	sehr hoch	gut	sehr hoch
Feuchtigkeitsaufnahme	sehr gering	sehr gering	höher als bei PEEK und PPS
Transparenz	nein	nein	ja
Elektrische Isolierung	sehr gut	sehr gut	gut
Sterilisierbarkeit	sehr gut bei geeigneter Qualität	anwendungsabhängig	sehr gut
Wirtschaftlichkeit	höheres Preisniveau	meist wirtschaftlicher als PEEK	anwendungsabhängig
Typische Stärke	maximale Gesamtperformance	Chemikalienbeständigkeit und Maßhaltigkeit	Transparenz und Hydrolysebeständigkeit

Die genannten Werte und Bewertungen dienen der Werkstoffvorauswahl. Die tatsächlichen Eigenschaften unterscheiden sich je nach Materialtype, Verstärkung, Hersteller und Einsatzbedingungen.

PEEK oder PPS – welcher Kunststoff ist besser?

Eine pauschale Antwort auf die Frage „PEEK oder PPS?“ gibt es nicht. Entscheidend sind Temperatur, mechanische Belastung, Medium, Lebensdauer und wirtschaftliche Anforderungen der jeweiligen Anwendung.

PEEK eignet sich besonders, wenn:

• dauerhaft sehr hohe Temperaturen auftreten,
• gleichzeitig hohe mechanische Belastungen bestehen,
• Verschleißfestigkeit gefragt ist,
• hohe Anforderungen an Hydrolyse- und Chemikalienbeständigkeit bestehen,
• Präzisionsbauteile dauerhaft dimensionsstabil bleiben müssen.

PPS eignet sich besonders, wenn:

• eine sehr gute chemische Beständigkeit gefragt ist,
• hohe Dimensionsstabilität benötigt wird,
• das Bauteil dauerhaft erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist,
• elektrische Eigenschaften und Schwerentflammbarkeit wichtig sind,
• eine wirtschaftlichere Alternative zu PEEK gesucht wird und dessen maximales Leistungsniveau nicht erforderlich ist.

PSU kommt dagegen vor allem dann infrage, wenn Transparenz, Heißwasserbeständigkeit und Sterilisierbarkeit stärker gewichtet werden als maximale Temperatur- und mechanische Belastbarkeit.

Welcher Hochleistungskunststoff passt zu Ihrer Anwendung?

Die Auswahl zwischen PEEK, PPS und PSU sollte nicht allein anhand einer einzelnen Materialeigenschaft erfolgen. Ein Werkstoff kann beispielsweise eine hohe Temperaturbeständigkeit besitzen und trotzdem für ein bestimmtes chemisches Medium ungeeignet sein.

Für die Werkstoffauswahl sollten Sie insbesondere folgende Faktoren berücksichtigen:

• maximale und dauerhafte Betriebstemperatur
• mechanische Belastung
• Chemikalien und Medienkontakt
• Feuchtigkeit und Wasserdampf
• Verschleiß und Reibung
• elektrische Anforderungen
• erforderliche Zulassungen und Konformitäten
• geplante Lebensdauer
• wirtschaftliche Rahmenbedingungen

Eine weiterführende Einordnung finden Sie auch bei unseren Hochleistungskunststoffen für extreme Temperaturen.

Häufige Fragen zu PEEK, PPS und PSU

Was ist der wichtigste Unterschied zwischen PEEK und PPS?

PEEK bietet insgesamt eine höhere thermische und mechanische Leistungsfähigkeit. PPS überzeugt insbesondere durch seine sehr gute Chemikalienbeständigkeit und Dimensionsstabilität und kann eine wirtschaftliche Alternative sein, wenn die maximale Leistungsfähigkeit von PEEK nicht benötigt wird.

Ist PPS chemisch beständiger als PEEK?

Beide Werkstoffe besitzen eine sehr hohe chemische Beständigkeit. Welcher Kunststoff für ein bestimmtes Medium besser geeignet ist, hängt jedoch von der Chemikalie, Konzentration, Temperatur und Einwirkdauer ab. Eine pauschale Bewertung ist deshalb nicht sinnvoll.

Wie beständig ist PEEK?

PEEK ist gegenüber zahlreichen Säuren, Laugen, Ölen, Kraftstoffen, Kohlenwasserstoffen und organischen Lösungsmitteln sehr beständig. Einschränkungen bestehen unter anderem gegenüber bestimmten stark oxidierenden Medien. Für eine konkrete Anwendung sollte immer die tatsächliche Materialqualität unter den vorgesehenen Betriebsbedingungen geprüft werden.

Gibt es PEEK in medizinischer Qualität?

Ja. Für medizinische Anwendungen stehen speziell dafür vorgesehene PEEK-Qualitäten zur Verfügung. Nicht jede PEEK-Type ist jedoch automatisch für medizinische Anwendungen oder Implantate geeignet. Erforderliche Nachweise und Zulassungen müssen immer für den konkreten Werkstoff und Einsatzzweck geprüft werden.

Gehören PEEK und PPS zu den Hochleistungskunststoffen?

Ja. Sowohl PEEK als auch PPS zählen zu den thermoplastischen Hochleistungskunststoffen. Sie werden vor allem dort eingesetzt, wo Standard- und technische Kunststoffe hinsichtlich Temperatur, Chemikalienbeständigkeit oder mechanischer Belastbarkeit nicht mehr ausreichen.

PEEK, PPS oder PSU gezielt auswählen

PEEK bietet die höchste Gesamtperformance, wenn thermische, mechanische und chemische Belastungen gleichzeitig sehr hoch sind. PPS ist besonders interessant, wenn hohe Chemikalienbeständigkeit, Dimensionsstabilität und Temperaturbeständigkeit mit wirtschaftlichen Anforderungen kombiniert werden müssen. PSU bietet wiederum Vorteile bei transparenten, hydrolysebeständigen und sterilisierbaren Bauteilen.

Für die konkrete Werkstoffauswahl sollten die tatsächlichen Betriebsbedingungen und die Daten der vorgesehenen Materialqualität miteinander abgeglichen werden. Martan Plastics unterstützt Sie bei der Auswahl geeigneter Hochleistungskunststoffe sowie bei Halbzeugen, Zuschnitten und kundenspezifisch bearbeiteten Bauteilen.