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.
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.
PTFE - Technischer Abschnitt
