CAT PTFE - 02 - PTFE-vergine

PTFE - Technischer Abschnitt

reines PTFE

körnige Suspension Homopolymer und modifiziert

Tabelle 1 zeigt die typischen Eigenschaften von Homopolymer und modifiziertem PTFE, bezogen auf Teile, die durch Formen erhalten wurden, bestimmt nach den angegebenen Verfahren. Dasselbe in Bezug auf Stücke, die durch Trockenextrusion erhalten wurden, sind in Klammern angegeben.

Funktionen der Füllstoffe Thermische Stabilität Glasfasern Das PTFE ist mit Glasfasern zwischen 5 und 40 Gewichtsprozent gefüllt. Das Glas verbessert die Verschleißeigenschaften und in geringerem Maße die der Verformung unter Dauerbelastung. Glas hat eine schlechte chemische Beständigkeit gegen Alkalien und kann von Flusssäure angegriffen werden. Es erhöht leicht den Reibungskoeffizienten, und aus diesem Grund wird manchmal Graphit oder Molybdändisulfid hinzugefügt, um seine Auswirkungen zu kompensieren. Kohlenstoff Das PTFE ist mit Kohlenstoff in einem Gewichtsprozentsatz zwischen 10 und 35 zusammen mit geringen Graphitanteilen beladen. Kohlenstoff verbessert die Verschleiß- und Verformungseigenschaften unter Dauerbelastung erheblich, erhöht die Wärmeleitfähigkeit und lässt die chemischen Beständigkeitseigenschaften praktisch unbeeinflusst, außer in stark oxidierenden Umgebungen. Verbessern Sie die elektrischen Eigenschaften. Bronze PTFE ist mit Bronze in einem Gewichtsprozentsatz zwischen 40 und 60 gefüllt. Bronzefüllstoffe haben hervorragende physikalische und mechanische Eigenschaften wie: Verschleißfestigkeit und Verformung unter Dauerbelastung. Sie haben eine gute thermische und elektrische Leitfähigkeit, aber ihre Beständigkeit gegenüber Chemikalien (insbesondere Säuren) ist gering. Graphit PTFE ist mit Graphit in Gewichtsprozenten zwischen 5 und 15 gefüllt. Graphit behält einen niedrigen Reibungskoeffizienten bei und wird aus diesem Grund anderen Arten von Füllstoffen zugesetzt. Verbessert das Verformungsverhalten unter Dauerbelastung und in geringerem Maße das Verschleißverhalten. Verbessert die thermischen und elektrischen Leitfähigkeitseigenschaften. Andere Füllstoffe Molybdändisulfid hält den Reibungskoeffizienten niedrig. Einige Metallpulver (Edelstahl) werden aufgrund ihrer besonderen chemischen Beständigkeit zum Laden von PTFE anstelle von Bronze verwendet, auch wenn ihre Verschleißfestigkeitseigenschaften geringer sind. Die Metalloxide verleihen in Kombination mit anderen Füllstoffen bessere Verschleißfestigkeitseigenschaften.

Abb. 1

Lineare Wärmeausdehnung und Ausdehnungskoeffizient von PTFE als Funktion der Temperatur

Verhalten gegenüber externen Agenten

Beständigkeit gegen chemische Reagenzien

PTFE ist gegenüber fast allen bekannten chemischen Reagenzien praktisch inert. Es wird nur von Alkalimetallen im elementaren Zustand, von Chlortrifluorid und von Fluor bei erhöhten Temperaturen und Drücken angegriffen.

Lösungsmittelbeständigkeit

PTFE ist in keinem Lösungsmittel bis zu einer Temperatur von etwa 300°C löslich. Einige hochfluorierte Öle üben bei Temperaturen über 300°C eine gewisse Quellwirkung auf das PTFE aus.

Witterungs- und UV-Beständigkeit

PTFE-Proben, die mehr als vierzig Jahre lang den unterschiedlichsten klimatischen Bedingungen ausgesetzt waren, zeigten noch keine Veränderung ihrer Eigenschaften.

Strahlungsbeständigkeit

Die Strahlungsbeständigkeit von PTFE ist begrenzt. Sie ist im Vakuum größer als in Luft.

Gasdurchlässigkeit

Neben der offensichtlichen Abhängigkeit von Dicke und Druck hängt die Permeabilität auch von den PTFE-Verarbeitungstechniken ab.

Physikalisch - mechanische Eigenschaften

Zug- und Druckfestigkeit

PTFE kann im Dauerbetrieb bis 260°C eingesetzt werden, wobei es bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt noch eine gewisse Plastizität bei Kompression aufweist.

Die Modifizierung der Molekularstruktur des Polymers, modifiziertes PTFE, verbessert dessen Druckfestigkeit.

Biegefestigkeit

PTFE ist relativ flexibel und bricht nicht, wenn es mit 0,7 MPa gemäß ASTM D 790 belastet wird. Der Biege-E-Modul beträgt bei Raumtemperatur etwa 350÷650 MPa, bei -80 °C etwa 2000 MPa, bei 100 °C etwa 200 MPa und etwa 45 MPa bei 260°C. Modifiziertes PTFE hat eine verbesserte Biegelebensdauer (Biegefestigkeit)

Schlagfestigkeit (Belastbarkeit)

PTFE hat auch bei niedrigen Temperaturen hohe Rückstelleigenschaften.

Plastische Erinnerung

Wird ein Stück PTFE auf Zug oder Druck belastet, bleibt unterhalb der Streckgrenze ein Teil der verursachten Verformungen nach Wegfall der Spannungen erhalten (bleibende Verformungen), so dass Spannungen im Stück induziert werden.

Wenn das Stück erhitzt wird, neigen diese Spannungen dazu, sich zu lösen, und das Stück nimmt seine ursprüngliche Form wieder an. Diese Eigenschaft von PTFE wird allgemein als "plastisches Gedächtnis" bezeichnet und wird in verschiedenen Anwendungen ausgenutzt.

Härte

Die nach der Methode ASTM D 2240 gemessene Härte hat Werte zwischen 50 und 60 Shore D.

Reibungskoeffizient

Unter allen festen Materialien hat PTFE die niedrigsten Reibungskoeffizienten zwischen Werten von 0,07 (statisch) und 0,05 (dynamisch):

der Haftreibungskoeffizient (Losbruch) und der dynamische sind ähnlich, so dass keine Fress- und Reibungserscheinungen beim Anfahren auftreten

der Reibungskoeffizient steigt mit zunehmender Geschwindigkeit (Bild 3)

der Reibungskoeffizient bleibt bei Temperaturänderungen konstant.

Wucher

Der Verschleiß hängt von den Eigenschaften der Gegenlauffläche und in Abhängigkeit von Drehzahl und Belastung ab. Durch Zugabe geeigneter Füllstoffe zum PTFE wird der Verschleiß erheblich reduziert (siehe gefülltes PTFE).

Abb. 2

PTFE-Zugfestigkeits-Bruchdehnungsdiagramm

Abb. 3

Einfluss der Drehzahl auf den Gleitreibungskoeffizienten

Elektrische Eigenschaften

PTFE ist ein ausgezeichneter Isolator, wie die Daten in Tabelle 1 zeigen. Es behält diese Eigenschaften praktisch auch bei wechselnden Temperaturen und Frequenzen bei.

Durchschlagsfestigkeit

Die Durchschlagfestigkeit von PTFE hängt von den Umwandlungsprozessen ab, variiert mit unterschiedlicher Dicke und nimmt mit steigender Frequenz ab. Sie bleibt bis 300°C praktisch konstant. Durchschlagsfestigkeit und Porosität werden im modifizierten Polymer verbessert.

Dielektrizitätskonstante und Verlustfaktor

PTFE hat ausgezeichnete Werte für Dielektrizitätskonstante und Verlustfaktor; sie bleiben unverändert bis 300°C, in einem Frequenzbereich bis zu

109 Hz und auch nach längerer Wärmebehandlung.

Lichtbogenbeständigkeit

PTFE hat eine gute Lichtbogenbeständigkeit. Die Lichtbogenfestigkeit nach ASTM D 495 beträgt 700 Sek.

Auch nach längerer Einwirkung ist jedoch kein Verkohlen der Oberflächen feststellbar.

Resistenz gegen Corona-Effekt

Koronaentladungen können auch eine Erosion der Oberflächen des PTFE verursachen, das allgemein als geeigneter Isolator bei hohen Potentialunterschieden bezeichnet wird.

Oberflächeneigenschaften

Das Vorhandensein von Fluor in der Molekularstruktur des PTFE verleiht den Oberflächen eine hohe Antihaftfähigkeit; Aus dem gleichen Grund sind seine Oberflächen wiederum schwer zu benetzen. Eine spezielle Behandlung, fälschlicherweise Zementierung genannt, macht die Oberflächen haftfähig und benetzbar.

Maßtoleranzen

Die in den Tabellen der Halbzeuge angegebenen Maßtoleranzen beziehen sich auf reines PTFE und beziehen sich auf die Norm ISO 13000-1.

Messungen müssen bei 23±2°C durchgeführt werden.