Gefülltes PTFE kombiniert die inhärenten Vorteile von reinem PTFE - wie geringe Reibung und chemische Beständigkeit - mit verbesserten mechanischen Eigenschaften durch den Zusatz von Füllstoffen wie Glasfasern, Kohlenstoff oder Bronze. Diese Füllstoffe verbessern die Verschleißfestigkeit, Druckfestigkeit und Stabilität unter extremen Bedingungen, während die Temperaturbeständigkeit von PTFE erhalten bleibt. Zu den wichtigsten mechanischen Eigenschaften gehören eine moderate Zugfestigkeit (20,7-34,5 MPa), eine hohe Dehnung (200-400%) und eine verbesserte Härte (5,9-6,5 HV). Allerdings gibt es nach wie vor Probleme wie das Kriechen unter konstanter Belastung, die durch konstruktive Anpassungen wie gebundene Gummikerne in Dichtungen gemildert werden können. Gefülltes PTFE ist ideal für Hochlast- und Hochtemperaturanwendungen, bei denen Haltbarkeit und geringe Reibung entscheidend sind.
Die wichtigsten Punkte werden erklärt:
1. Erhöhte Verschleißfestigkeit und Härte
- Gefülltes PTFE enthält Materialien wie Glas, Graphit oder Bronze, um den Verschleiß zu verringern und die Oberflächenhärte zu erhöhen (5,9-6,5 HV).
- Der niedrige Reibungskoeffizient (~0,05-0,10) von reinem PTFE bleibt erhalten, so dass es sich für Gleitanwendungen eignet.
- Beispiel: kundenspezifische ptfe-teile verwenden oft gefüllte Typen, um die Lebensdauer in abrasiven Umgebungen zu verlängern.
2. Festigkeit unter Last
- Zugfestigkeit: Im Bereich von 20,7 bis 34,5 MPa, geeignet für Anwendungen mit mittlerer Belastung.
- Druckfestigkeit: Verbesserter Widerstand gegen Verformung unter Last, wichtig für Dichtungen und Lager.
- Schlagzähigkeit: 1,5e4-1,7e4 J/m², bietet Zähigkeit bei dynamischen Anwendungen.
3. Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit
- Kontinuierlicher Betrieb bis zu +260°C, übertrifft die meisten Fluorkunststoffe.
- Beständig gegen Witterungseinflüsse, UV-Strahlung und aggressive Chemikalien (Säuren, Lösungsmittel).
4. Herausforderungen: Kriechen und Biegsamkeit
-
Anfällig für dauerhafte Verformung bei längerer Belastung (Kriechen). Lösungen umfassen:
- Verwendung von Füllstoffen zur Reduzierung des Kaltflusses.
- Verstärkung mit verklebten Gummikernen in Dichtungen.
- Geringe Steifigkeit (Elastizitätsmodul: 0,058-0,0801 × 10⁶ psi) schränkt hochpräzise Anwendungen ein.
5. Spezialisierte Eigenschaften
- Plastisches Gedächtnis: Kann bei Erwärmung nach Verformung in die ursprüngliche Form zurückkehren.
- Elektrischer Widerstand: Ideal für die Isolierung von Bauteilen.
6. Anwendungen
- Hochbelastete Lager, chemisch resistente Auskleidungen und reibungsarme Dichtungen.
- Kundenspezifische Teile, die ein ausgewogenes Verhältnis von Haltbarkeit und Antihafteigenschaften erfordern.
Die Vielseitigkeit von gefülltem PTFE macht es zur ersten Wahl für Industrien, die Zuverlässigkeit unter rauen Bedingungen verlangen, obwohl Konstrukteure sein Kriechverhalten und seine mäßige Steifigkeit berücksichtigen müssen.
Zusammenfassende Tabelle:
| Eigenschaft | Wert/Beschreibung |
|---|---|
| Zugfestigkeit | 20,7-34,5 MPa |
| Dehnung | 200-400% |
| Härte (HV) | 5.9-6.5 |
| Reibungskoeffizient | 0.05-0.10 |
| Druckfestigkeit | Verbesserter Widerstand gegen Verformung |
| Temperaturbereich | Bis zu +260°C |
| Kriechbeständigkeit | Mäßig; wird durch Füllstoffe oder gebundene Gummikerne gemildert |
| Anwendungen | Dichtungen, Lager, Auskleidungen und kundenspezifische Teile für hochbelastete/chemische Umgebungen |
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