Які переваги та недоліки політетрафторетилену (PTFE) як матеріалу з репутацією «Короля пластмас»?
Переваги PTFE
Стійкість до високих температур - робоча температура може досягати 250 градусів.
Низькотемпературна стійкість - має хорошу механічну міцність; навіть якщо температура падає до -196 градусів, він може підтримувати подовження на 5 відсотків.
Корозійна стійкість ПТФЕ труб - інертні до більшості хімікатів і розчинників, стійкі до сильних кислот і лугів, води і різних органічних розчинників.
Стійкий до погодних умов - має найкращий термін старіння серед пластмас.
Висока мастильність - найнижчий коефіцієнт тертя серед твердих матеріалів.
Неадгезивний - це найменший поверхневий натяг у твердих матеріалах, не прилипає до жодної речовини.
Нетоксичний – фізіологічно інертний і не викликає побічних реакцій при імплантації в організм у вигляді штучної кровоносної судини та органу протягом тривалого часу.
Електроізоляція - витримує 150 вольт високої напруги.
Відносна молекулярна маса політетрафторетилену відносно велика, коливається від сотень тисяч до понад 10 мільйонів і, як правило, до мільйонів (ступінь полімеризації становить близько 10^4, тоді як поліетилен — лише порядку 10^3) . Як правило, ступінь кристалічності становить 90-95 відсотків, а температура плавлення становить 327-342 градусів. Агрегати CF2 в молекулі PTFE розташовані зигзагоподібно. Оскільки радіус атомів фтору дещо більший, ніж радіус вуглецю, сусідні ланки CF2 не можуть повністю дотримуватися транс-поперечної орієнтації, а утворюють гвинтоподібний скручений ланцюг, і атоми фтору майже покривають поверхню всього полімерного ланцюга. Ця молекулярна структура пояснює різні властивості PTFE. Коли температура нижче 19 градусів, утворюється спіраль 13/6; при 19 градусах відбувається фазовий перехід, і молекули злегка розв’язуються, утворюючи спіраль 15/7.
Недоліки PTFE
1. PTFE має "холодну текучість". Тобто пластична деформація (повзучість) матеріальних виробів при тривалому безперервному навантаженні, що накладає певні обмеження на її застосування. Наприклад, коли PTFE використовується як прокладка, болти щільно затягуються для герметичної герметизації, так що при перевищенні певної напруги стиску прокладка вироблятиме «холодну течію» (повзучість) і буде сплющена. Ці недоліки можна подолати додаванням відповідних наповнювачів і поліпшенням структури деталей.
2. PTFE має чудові антипригарні властивості, що обмежує його промислове застосування. Це чудовий антиадгезивний матеріал, який надзвичайно ускладнює приклеювання до поверхні інших предметів.
3. Коефіцієнт лінійного розширення PTFE в 10-20 разів більший, ніж у сталі, яка більша за більшість пластмас, і його коефіцієнт лінійного розширення змінюється нерівномірно зі зміною температури. При застосуванні PTFE, якщо ви не приділяєте достатньо уваги цьому аспекту продуктивності, легко спричинити втрати.