PTFE (Polytetrafluorethylen) ist bekannt für seine außergewöhnlichen thermischen Eigenschaften, die es zu einem bevorzugten Material für Hochtemperaturanwendungen in allen Branchen machen.Seine thermische Stabilität reicht von kryogenen Temperaturen bis zu 260°C, mit einem Schmelzpunkt um 327°C.Zu den wichtigsten thermischen Eigenschaften gehören eine niedrige Wärmeleitfähigkeit (0,25 W/m-K), eine hohe spezifische Wärmekapazität (1000 J/kg-K) und ein hoher Wärmeausdehnungskoeffizient (100-160 x10-⁶/K).Diese Eigenschaften in Verbindung mit seiner chemischen Inertheit und geringen Reibung machen PTFE zum idealen Werkstoff für kundenspezifische Teile in rauen Umgebungen, auch wenn seine Wärmeformbeständigkeit unter Last (54-120 °C) eine sorgfältige Planung erfordert.
Die wichtigsten Punkte erklärt:
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Temperatur-Widerstandsbereich
- Untere Grenze: -260°C (kryogene Verträglichkeit)
- Obere Grenze 260°C (Dauerbetrieb), mit Schmelzen bei 327°C
- Kritisch für Anwendungen wie kundenspezifische PTFE-Teile in der Luft- und Raumfahrt oder in der chemischen Verarbeitung, wo extreme Temperaturen üblich sind.
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Metriken zur thermischen Stabilität
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Wärmeablenkungs-Temperatur:
- 120°C bei 0,45 MPa Belastung
- 54°C bei 1,8 MPa (Hervorhebung der Lastempfindlichkeit)
- Spezifische Wärme:1000 J/kg-K (absorbiert erhebliche Wärme vor dem Temperaturanstieg)
- Thermische Leitfähigkeit:0,25 W/m-K (schlechte Wärmeübertragung, nützlich für die Isolierung)
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Wärmeablenkungs-Temperatur:
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Ausdehnung und Entflammbarkeit
- Wärmeausdehnungskoeffizient:100-160 x10-⁶/K (erfordert Konstruktionszuschläge für Maßänderungen)
- Entflammbarkeit:UL94 V0 eingestuft (selbstverlöschend) mit 95% Sauerstoffgrenzwert (nahezu nicht brennbar).
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Praktische Implikationen
- Strahlen-/UV-Beständigkeit:Hervorragend geeignet für den Einsatz im Freien oder in sterilen Umgebungen (z. B. beim Autoklavieren in der Medizin).
- Gefahr durch Rauch:Bei einer Zersetzung bei über 260°C werden giftige Dämpfe freigesetzt, die in der Industrie eine Belüftung erforderlich machen.
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Vergleichbare Vorteile
- Übertrifft die meisten Kunststoffe in Bezug auf die thermische Beständigkeit, hat jedoch eine geringere mechanische Festigkeit bei Hitze (z. B. sinkt die Zugfestigkeit bei erhöhten Temperaturen).
Diese Eigenschaften machen PTFE unentbehrlich für Dichtungen, Auskleidungen und isolierende Komponenten, obwohl Konstrukteure die Ausdehnung und Belastungsgrenzen bei erhöhten Temperaturen berücksichtigen müssen.
Zusammenfassende Tabelle:
| Eigenschaft | Wert | Auswirkungen |
|---|---|---|
| Temperaturbereich | -260°C bis 260°C (schmilzt bei 327°C) | Geeignet für kryogene bis sehr heiße Umgebungen (z. B. Luft- und Raumfahrt, Autoklavieren). |
| Thermische Leitfähigkeit | 0,25 W/m-K | Schlechte Wärmeübertragung; ideal für die Isolierung. |
| Spezifische Wärmekapazität | 1000 J/kg-K | Absorbiert erhebliche Wärme vor dem Temperaturanstieg. |
| Wärmeablenkung Temp | 54-120°C (lastabhängig) | Die mechanische Festigkeit nimmt unter Belastung bei hohen Temperaturen ab. |
| Thermische Ausdehnung | 100-160 x10-⁶/K | Erfordert Konstruktionszuschläge für Maßänderungen. |
| Entflammbarkeit | UL94 V0, LOI 95% | Selbstverlöschend; nahezu nicht entflammbar. |
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