Politetrafluoroëtileen (PTFE), bekend vir sy uitsonderlike chemiese stabiliteit, hoë/lae temperatuurweerstand en lae wrywingskoëffisiënt, het die bynaam "Plastic King" verdien en word wyd gebruik in chemiese, meganiese en elektroniese nywerhede. Suiwer PTFE het egter inherente nadele soos lae meganiese sterkte, vatbaarheid vir koue vloei-vervorming en swak termiese geleidingsvermoë. Om hierdie beperkings te oorkom, is glasveselversterkte PTFE-komposiete ontwikkel. Hierdie materiaal verbeter verskeie prestasie-maatstawwe aansienlik terwyl dit die superieure eienskappe van PTFE behou, danksy die versterkende effek van glasvesels.
1. Beduidende verbetering van meganiese eienskappe
Die hoogs simmetriese molekulêre kettingstruktuur en hoë kristalliniteit van suiwer PTFE lei tot swak intermolekulêre kragte, wat lei tot lae meganiese sterkte en hardheid. Dit maak dit geneig tot vervorming onder beduidende eksterne krag, wat die toepassings daarvan in velde wat hoë sterkte vereis, beperk. Die inkorporering van glasvesels bring 'n aansienlike verbetering in die meganiese eienskappe van PTFE. Glasvesels word gekenmerk deur hul hoë sterkte en hoë modulus. Wanneer hulle eenvormig binne die PTFE-matriks versprei is, dra hulle effektief eksterne laste, wat die algehele meganiese werkverrigting van die saamgestelde materiaal verbeter. Navorsing dui daarop dat met die byvoeging van 'n gepaste hoeveelheid glasvesel, die treksterkte van PTFE met 1 tot 2 keer verhoog kan word, en die buigsterkte word selfs meer merkwaardig, en verbeter met ongeveer 2 tot 3 keer in vergelyking met die oorspronklike materiaal. Hardheid neem ook aansienlik toe. Dit laat glasveselversterkte PTFE toe om betroubaar te presteer in meer komplekse werksomgewings in meganiese vervaardiging en lugvaart, soos in meganiese seëls en laerkomponente, wat effektief mislukkings wat veroorsaak word deur onvoldoende materiaalsterkte verminder.
2. Geoptimaliseerde termiese werkverrigting
Alhoewel suiwer PTFE goed presteer in hoë- en laetemperatuurweerstand, en in staat is tot langtermyn gebruik tussen -196°C en 260°C, is die dimensionele stabiliteit daarvan swak by hoë temperature, waar dit geneig is tot termiese vervorming. Die byvoeging van glasvesels spreek hierdie probleem effektief aan deur die materiaal se hitte-afbuigingstemperatuur (HDT) en dimensionele stabiliteit te verhoog. Glasvesels self beskik oor hoë hittebestandheid en styfheid. In hoëtemperatuuromgewings beperk hulle die beweging van PTFE-molekulêre kettings, waardeur termiese uitbreiding en vervorming van die materiaal beperk word. Met 'n optimale glasveselinhoud kan die hitte-afbuigingstemperatuur van glasveselversterkte PTFE met meer as 50°C verhoog word. Dit handhaaf stabiele vorm en dimensionele akkuraatheid onder hoëtemperatuurbedryfstoestande, wat dit geskik maak vir toepassings met hoë termiese stabiliteitsvereistes, soos hoëtemperatuurpyplyne en hoëtemperatuur-seëlpakkings.
3. Verminderde koue vloei-neiging
Koue vloei (of kruip) is 'n noemenswaardige probleem met suiwer PTFE. Dit verwys na die stadige plastiese vervorming wat onder 'n konstante las oor tyd plaasvind, selfs by relatief lae temperature. Hierdie eienskap beperk die gebruik van suiwer PTFE in toepassings wat langtermyn vorm- en dimensionele stabiliteit vereis. Die insluiting van glasvesels inhibeer die koue vloei-verskynsel van PTFE effektief. Die vesels dien as 'n ondersteunende skelet binne die PTFE-matriks, wat die gly en herrangskikking van PTFE molekulêre kettings belemmer. Eksperimentele data toon dat die koue vloeitempo van glasveselversterkte PTFE met 70% tot 80% verminder word in vergelyking met suiwer PTFE, wat die dimensionele stabiliteit van die materiaal onder langtermynlas aansienlik verbeter. Dit maak dit geskik vir die vervaardiging van hoë-presisie meganiese onderdele en strukturele komponente.
4. Verbeterde slytasieweerstand
Die lae wrywingskoëffisiënt van suiwer PTFE is een van sy voordele, maar dit dra ook by tot sy swak slytasieweerstand, wat dit vatbaar maak vir slytasie en oordrag tydens wrywingsprosesse. Glasveselversterkte PTFE verbeter die oppervlakhardheid en slytasieweerstand van die materiaal deur die versterkende effek van die vesels. Die hardheid van glasvesel is baie hoër as dié van PTFE, wat dit in staat stel om slytasie tydens wrywing effektief te weerstaan. Dit verander ook die wrywing- en slytasiemeganisme van die materiaal, wat kleefslytasie en skuurslytasie van PTFE verminder. Verder kan glasvesels klein uitsteeksels op die wrywingsoppervlak vorm, wat 'n sekere anti-wrywingseffek bied en skommelinge in die wrywingskoëffisiënt verminder. In praktiese toepassings, wanneer dit as 'n materiaal vir wrywingskomponente soos glylagers en suierringe gebruik word, word die lewensduur van glasveselversterkte PTFE aansienlik verleng, moontlik met 'n paar keer of selfs dosyne kere in vergelyking met suiwer PTFE. Studies het getoon dat die slytasieweerstand van PTFE-komposiete gevul met glasvesel met byna 500 keer verbeter kan word in vergelyking met ongevulde PTFE-materiale, en die beperkende PV-waarde word met ongeveer 10 keer verhoog.
5. Verbeterde Termiese Geleidingsvermoë
Suiwer PTFE het 'n lae termiese geleidingsvermoë, wat nie bevorderlik is vir hitte-oordrag nie en beperkings inhou in toepassings met hoë hitte-afvoervereistes. Glasvesel het relatief hoë termiese geleidingsvermoë, en die byvoeging daarvan tot PTFE kan tot 'n mate die termiese geleidingsvermoë van die materiaal verbeter. Alhoewel die byvoeging van glasvesel nie die termiese geleidingskoëffisiënt van PTFE drasties verhoog nie, kan dit hittegeleidingsbane binne die materiaal vorm, wat die spoed van hitte-oordrag versnel. Dit gee glasveselversterkte PTFE beter toepassingspotensiaal in die elektroniese en elektriese velde, soos in termiese kussings en stroombaanbordsubstrate, wat help om die hitte-akkumulasieprobleme wat verband hou met die swak termiese geleidingsvermoë van suiwer PTFE, aan te spreek. Die verbeterde termiese geleidingsvermoë help ook om wrywingshitte in toepassings soos laers te versprei, wat bydra tot beter werkverrigting.
Toepassingsgebied: Hierdie saamgestelde materiaal word wyd gebruik in industriële seëls, hoëlas-laers/-busse, halfgeleiertoerusting en verskeie slytasiebestande strukturele onderdele in die chemiese industrie. In die elektroniese veld word dit gebruik in die vervaardiging van isolerende pakkings vir elektroniese komponente, isolasie vir stroombaanborde en verskeie beskermende seëls. Die funksionaliteit daarvan word verder uitgebrei na die lugvaartsektor vir buigsame termiese isolasielae.
Nota oor Beperkings: Alhoewel glasvesel baie eienskappe aansienlik verbeter, is dit belangrik om daarop te let dat soos die glasveselinhoud toeneem, die treksterkte, verlenging en taaiheid van die komposiet kan afneem, en die wrywingskoëffisiënt geleidelik kan toeneem. Verder is glasvesel- en PTFE-komposiete nie geskik vir gebruik in alkaliese media nie. Daarom word die formulering, insluitend die persentasie glasvesel (tipies 15-25%) en potensiële kombinasie met ander vulstowwe soos grafiet of MoS2, aangepas om aan spesifieke toepassingsvereistes te voldoen.
Plasingstyd: 05 Desember 2025