PTFE (Polytetrafluorethylen) ist ein vielseitiges Fluorpolymer, das für seine einzigartige Kombination von mechanischen und chemischen Eigenschaften bekannt ist.Obwohl es im Vergleich zu anderen industriellen Kunststoffen nur eine mäßige Zugfestigkeit aufweist, ist es aufgrund seiner Flexibilität, Haltbarkeit und Beständigkeit gegen raue Umgebungsbedingungen von unschätzbarem Wert für Anwendungen wie Dichtungen, Dichtungsringe und kundenspezifische ptfe-teile .Zu den wichtigsten mechanischen Eigenschaften gehören geringe Reibung, hohe Dehnung, Kriechfestigkeit (mit Modifikationen) und ausgezeichnete Verschleißfestigkeit.Seine Weichheit und Anfälligkeit für dauerhafte Verformung unter Last erfordern jedoch sorgfältige Überlegungen bei der Konstruktion.Im Folgenden gehen wir auf diese Eigenschaften im Detail ein, um Einkäufern zu helfen, PTFE für ihre spezifischen Anforderungen zu bewerten.
Die wichtigsten Punkte erklärt:
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Niedriger Reibungskoeffizient (0,05-0,2)
- PTFE gehört zu den gleitfähigsten Materialien und ist daher ideal für Antihaftanwendungen (z. B. Beschichtungen von Kochgeschirr) und verschleißarme Komponenten wie Lager.
- Diese Eigenschaft verringert den Energieverlust in beweglichen Teilen, kann aber bei hohen Belastungen eine Verstärkung erforderlich machen.
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Mäßige Zugfestigkeit (10-40 MPa oder 280-350 kg/cm²)
- PTFE ist zwar schwächer als Metalle oder technische Kunststoffe wie Nylon, aber die Flexibilität von PTFE gleicht dies aus.
- Bei Anwendungen mit hoher Beanspruchung können Verbundwerkstoffe (z. B. glasgefülltes PTFE) oder gebundene Gummikerne die Leistung verbessern.
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Hohe Dehnung (200-400%)
- PTFE kann sich erheblich dehnen, bevor es bricht, was für Dichtungen und Membranen nützlich ist.
- Dank dieser Dehnbarkeit kann es sich an unregelmäßige Oberflächen anpassen, was die Dichtungseffizienz erhöht.
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Kriechen und Kaltfluss
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Unter konstantem Druck verformt sich PTFE mit der Zeit dauerhaft.Die Lösungen umfassen:
- Verwendung von gefülltem PTFE (z. B. mit Kohlenstoff- oder Bronzezusätzen).
- Konstruktion mit Stützstrukturen zur Verteilung der Lasten.
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Unter konstantem Druck verformt sich PTFE mit der Zeit dauerhaft.Die Lösungen umfassen:
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Temperaturbeständigkeit (-200°C bis +260°C)
- Behält seine Flexibilität auch bei kryogenen Temperaturen.
- Die thermische Stabilität eignet sich für die Luft- und Raumfahrt sowie für chemische Verarbeitungsanlagen.
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Chemische Inertheit
- Beständig gegen praktisch alle Säuren, Basen und Lösungsmittel, ideal für korrosive Umgebungen.
- Da es nicht toxisch ist, ist es für medizinische und lebensmitteltechnische Anwendungen geeignet.
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Härte und Abriebbeständigkeit
- Weich (Rockwell D50-55), zeichnet sich jedoch durch hohe Abriebfestigkeit aus, wenn es mit Füllstoffen modifiziert wird.
- Die Vickershärte (5,9-6,5 HV) ist gering, so dass bei Anwendungen mit hohem Kontakt möglicherweise Verschleißplatten erforderlich sind.
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Schlagzähigkeit (160 J/m-¹)
- Absorbiert Stöße effektiv, vorteilhaft bei dynamischen Belastungen.
Praktische Überlegungen für Einkäufer:
- Trade-offs:Abwägen der geringen Reibung/chemischen Beständigkeit von PTFE gegen seine mechanischen Grenzen.
- Anpassungen:Explore-gefülltes oder verstärktes PTFE für erhöhte Festigkeit und Kriechfestigkeit.
- Entwurf:Berücksichtigen Sie den Kaltfluss bei Langzeitanwendungen; vermeiden Sie ungestützte schwere Lasten.
Die Eigenschaften von PTFE ermöglichen in aller Stille Innovationen von der Halbleiterherstellung bis hin zu medizinischen Geräten und beweisen, dass selbst "weiche" Materialien in Nischenanwendungen Metalle übertreffen können.
Zusammenfassende Tabelle:
| Eigenschaft | Wert/Beschreibung | Anwendungen |
|---|---|---|
| Reibungskoeffizient | 0,05-0,2 (ultraniedrig) | Antihaftbeschichtungen, Lager |
| Zugfestigkeit | 10-40 MPa (mäßig) | Dichtungen, Dichtungsringe (verstärkt für hohe Belastung) |
| Dehnung | 200-400% (hohe Dehnbarkeit) | Diaphragmen, flexible Dichtungen |
| Temperaturbereich | -200°C bis +260°C (außergewöhnliche Stabilität) | Luft- und Raumfahrt, chemische Verarbeitung |
| Chemische Unempfindlichkeit | Beständig gegen Säuren, Basen und Lösungsmittel | Medizinische Geräte, Halbleiter |
| Kriechbeständigkeit | Gering (verbessert durch Füllstoffe wie Kohlenstoff) | Langfristig tragende Teile |
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