CAT PTFE - 03 - PTFE-Karikatur

PTFE - Technischer Abschnitt

Gefülltes PTFE

Suspensionsgranulat

Aufgrund der zuvor beschriebenen Eigenschaften wird PTFE in sehr vielen Anwendungen eingesetzt. Einige dieser Eigenschaften können durch Zugabe geeigneter Additive verbessert und/oder modifiziert werden. Das zugesetzte PTFE ist allgemein als gefülltes PTFE bekannt. Die am häufigsten verwendeten Additive oder Füllstoffe sind: Glasfaser, Kohlenstoff, Bronze und Graphit. Unter den anderen Zusatzstoffen finden wir: Molybdändisulfid, Metallpulver, Keramik, Metalloxide, Polymere und deren Mischungen.

Die Zugabe von Füllstoffen zum PTFE verbessert oder modifiziert die Eigenschaften je nach Art und Menge des Füllstoffs: es erhöht die Verschleißfestigkeit erheblich es verringert die Verformungen unter Last/Dauer (Kriechen) es verringert den thermischen Ausdehnungskoeffizienten es erhöht die thermische und elektrische Leitfähigkeit.

Füllstoffe können Traktion, Elastizität und Durchlässigkeit negativ beeinflussen.

Tabelle 2 zeigt die Haupteigenschaften von Produkten, die aus Füllstoffen durch Formen und Extrudieren erhalten wurden.

Funktionen von Gebühren

Glasfasern

Das PTFE ist mit Glasfasern zwischen 5 und 40 Gewichtsprozent beladen. 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 im Bereich von 10 bis 35 zusammen mit kleinen Graphitprozentsätzen 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

Das PTFE ist mit Bronze in einem Gewichtsprozentsatz zwischen 40 und 60 beladen. Die Bronzefüllstoffe haben hervorragende physikalische und mechanische Eigenschaften wie: Beständigkeit gegen Verschleiß und Verformung unter Dauerbelastung. Sie haben eine gute thermische und elektrische Leitfähigkeit, aber ihre Beständigkeit gegenüber Chemikalien (insbesondere Säuren) ist gering.

Graphit

Das PTFE ist mit Graphit in einem Gewichtsprozentsatz 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.

Zusatzgebühren

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.

Physikalisch - mechanische Eigenschaften

Wucher

Der Kontakt zwischen zwei Gleitflächen verursacht aufgrund der Reibung im Kontaktbereich einen gewissen Verschleiß, der von der Belastung, Geschwindigkeit, Zeit und der Art und Rauheit der Oberflächen abhängt.

Der Wert des PV-Faktors, ab dem der Verschleißkoeffizient sein lineares Verhalten verliert, wobei beträchtliche Werte angenommen werden, bei denen das System von Zuständen mit geringem zu starkem Verschleiß übergeht, wird als "PV-Grenze" bezeichnet. Die PV-Grenze und der Verschleißbeiwert K sind daher für jeden Werkstoff charakteristisch. In der Praxis variieren jedoch der Verschleißkoeffizient und der PV-Grenzwert der gleichen Belastung mit der Beschaffenheit, Härte und Oberflächenbeschaffenheit seines Kontakt-"Partners", mit dem Vorhandensein oder Fehlen von Kühl- und/oder Schmierflüssigkeiten.

Verformung unter Last und Druckfestigkeit

PTFE hat, wie die meisten Kunststoffmaterialien, eine sehr begrenzte elastische Zone, in der das Belastungs-/Verformungsverhältnis grafisch linear ist. Dieses Verhältnis hängt von der Einwirkzeit, der aufgebrachten Last und der resultierenden Verformung ab. Beim Wegfall der Belastung erfolgt nur noch eine teilweise Rückkehr in die Ausgangsform (elastische Erholung), das heißt, es findet immer eine bleibende Verformung statt. Mit zunehmender Temperatur kommt es, wie man leicht verstehen kann, zu einer Verschlechterung der physikalisch-mechanischen Eigenschaften; Bereits bei 100 °C betragen sie 50 % im Vergleich zum gleichen Test, der bei 23 °C durchgeführt wurde, während sie bei 200 °C nur 10 % betragen. Diese Überlegungen gelten sowohl für reines als auch für gefülltes PTFE. Letzteres hat deutlich überlegene Eigenschaften, wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist.

Thermische Eigenschaften

Die Wärmeausdehnung von gefülltem PTFE ist im Allgemeinen geringer als die von ungefülltem PTFE, jedoch immer größer in Formrichtung als in Querrichtung. Die Wärmeleitfähigkeit ist höher als die von ungefülltem PTFE, insbesondere bei Füllstoffen, die mit Zusätzen hoher Wärmeleitfähigkeit versetzt sind. Gefülltes PTFE hat daher bessere thermische Eigenschaften als ungefülltes PTFE.

Elektrische Eigenschaften

Diese Eigenschaften hängen weitgehend von der Art des Additivs ab; nur die mit Glas gefüllten behalten noch gute dielektrische Eigenschaften bei, selbst wenn sie sich wesentlich von denen von ungefülltem PTFE unterscheiden. Füllstoffe wie Kohlenstoff und Bronze würden die antistatischen Eigenschaften verbessern, und für diese Eigenschaften werden die besten Ergebnisse mit supraleitenden Kohlenstoffen erzielt.

Maßtoleranzen

Die in den Halbzeugtabellen angegebenen Toleranzen beziehen sich auf reines PTFE. Für gefülltes PTFE müssen sie angefragt werden.

Messungen müssen bei 23±2°C durchgeführt werden.

Tab 2 Eigenschaften von gefülltem PTFE

Alle Charakterisierungen wurden bei 23°C durchgeführt

(1) Geschwindigkeit 0,08 m/s; Belastung 0,1 N/mm2, Rauheit der Stahlgleitfläche Ra = 0,5 Mikron

(2) cm3 x min x 10-8/kg xmxh

Die Tabelle zeigt die wichtigsten Standardlasten. Auf spezielle Anfrage und entsprechend den erforderlichen Anwendungseigenschaften stellt Gapi eine breite Palette von Artikeln zur Verfügung, die mit verschiedenen Arten und Prozentsätzen sowohl anorganischer als auch polymerer Füllstoffe gefüllt sind.

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