Pólýtetraflúoróetýlen (PTFE), sem er þekkt fyrir einstakan efnafræðilegan stöðugleika, viðnám við háan og lágan hita og lágan núningstuðul, hefur fengið gælunafnið „Plastkonungur“ og er mikið notað í efna-, véla- og rafeindaiðnaði. Hins vegar hefur hreint PTFE innbyggða galla eins og lítinn vélrænan styrk, viðkvæmni fyrir aflögun í köldu flæði og lélega varmaleiðni. Til að vinna bug á þessum takmörkunum hafa glertrefjastyrktar PTFE samsetningar verið þróaðar. Þetta efni bætir verulega marga afköstaþætti en viðheldur samt yfirburða eiginleikum PTFE, þökk sé styrkingaráhrifum glertrefja.
1. Mikilvæg aukning á vélrænum eiginleikum
Mjög samhverf sameindakeðjubygging og mikil kristöllun hreins PTFE leiða til veikra millisameindakrafta, sem leiðir til lágs vélræns styrks og hörku. Þetta gerir það viðkvæmt fyrir aflögun undir miklum ytri álagi, sem takmarkar notkun þess á sviðum sem krefjast mikils styrks. Innifalið í glerþráðum bætir verulega vélræna eiginleika PTFE. Glerþráðir einkennast af miklum styrk og mikilli sveigjanleika. Þegar þær eru jafnt dreifðar innan PTFE-fylkisins bera þær á áhrifaríkan hátt ytri álag, sem eykur heildar vélræna eiginleika samsetta efnisins. Rannsóknir benda til þess að með því að bæta við viðeigandi magni af glerþráðum er hægt að auka togstyrk PTFE um 1 til 2 sinnum og beygjustyrkurinn verður enn meiri og batnar um það bil 2 til 3 sinnum samanborið við upprunalega efnið. Hörku eykst einnig verulega. Þetta gerir glerþráðastyrktum PTFE kleift að virka áreiðanlega í flóknara vinnuumhverfi í vélaframleiðslu og geimferðum, svo sem í vélrænum þéttingum og leguhlutum, sem dregur á áhrifaríkan hátt úr bilunum sem orsakast af ófullnægjandi efnisstyrk.
2. Bætt hitauppstreymi
Þó að hreint PTFE standi sig vel við bæði háan og lágan hita og geti verið notað til langs tíma á bilinu -196°C til 260°C, er víddarstöðugleiki þess lélegur við háan hita og er viðkvæmt fyrir hitabreytingum. Viðbót glerþráða leysir þetta vandamál á áhrifaríkan hátt með því að auka hitabreytingarhitastig efnisins (HDT) og víddarstöðugleika. Glerþræðirnir sjálfir hafa mikla hitaþol og stífleika. Í umhverfi með miklum hita takmarka þeir hreyfingu PTFE sameindakeðja og draga þannig úr hitabreytingum og aflögun efnisins. Með ákjósanlegu glerþráðainnihaldi er hægt að auka hitabreytingarhitastig glerþráðastyrkts PTFE um meira en 50°C. Það viðheldur stöðugri lögun og víddarnákvæmni við háan hita, sem gerir það hentugt fyrir notkun með miklar kröfur um hitabreytingarstöðugleika, svo sem í leiðslum við háan hita og í þéttibúnaði við háan hita.
3. Minnkuð tilhneiging til kuldaflæðis
Kalt flæði (eða skrið) er athyglisvert vandamál með hreint PTFE. Það vísar til hægfara plastaflögunar sem á sér stað við stöðugt álag með tímanum, jafnvel við tiltölulega lágt hitastig. Þessi eiginleiki takmarkar notkun hreins PTFE í forritum sem krefjast langtíma lögunar- og víddarstöðugleika. Innifalið í glerþráðum hindrar á áhrifaríkan hátt kalt flæði PTFE. Trefjarnar virka sem stuðningsgrind innan PTFE fylkisins og hindra rennsli og endurröðun PTFE sameindakeðja. Tilraunagögn sýna að kalt flæðishraði glerþráðastyrkts PTFE er minnkaður um 70% til 80% samanborið við hreint PTFE, sem eykur víddarstöðugleika efnisins verulega við langtímaálag. Þetta gerir það hentugt til framleiðslu á nákvæmum vélrænum hlutum og burðarhlutum.
4. Bætt slitþol
Lágt núningstuðull hreins PTFE er einn af kostum þess, en það stuðlar einnig að lélegri slitþoli þess, sem gerir það viðkvæmt fyrir sliti og flutningi við núning. Glertrefjastyrkt PTFE bætir yfirborðshörku og slitþol efnisins með styrkingaráhrifum trefjanna. Hörku glertrefja er mun hærri en PTFE, sem gerir því kleift að standast slit við núning á áhrifaríkan hátt. Það breytir einnig núningi og slitferli efnisins, dregur úr viðloðunarslit og núningsslit PTFE. Ennfremur geta glertrefjar myndað örsmáar útskot á núningsyfirborðinu, sem veitir ákveðna núningsvörn og dregur úr sveiflum í núningstuðlinum. Í hagnýtum tilgangi, þegar það er notað sem efni fyrir núningshluta eins og rennilager og stimpilhringi, lengist endingartími glertrefjastyrkts PTFE verulega, hugsanlega nokkrum sinnum eða jafnvel tugum sinnum samanborið við hreint PTFE. Rannsóknir hafa sýnt að slitþol PTFE samsetninga fylltra með glertrefjum getur batnað næstum 500 sinnum samanborið við ófyllt PTFE efni, og takmarkandi PV gildi eykst um það bil 10 sinnum.
5. Aukin varmaleiðni
Hreint PTFE hefur lága varmaleiðni, sem stuðlar ekki að varmaflutningi og setur takmarkanir í notkun með mikilli varmadreifingu. Glerþræðir hafa tiltölulega mikla varmaleiðni og viðbót þeirra við PTFE getur að einhverju leyti bætt varmaleiðni efnisins. Þó að viðbót glerþráða auki ekki varmaleiðnistuðul PTFE verulega, getur það myndað varmaleiðnileiðir innan efnisins og hraðað hraða varmaflutningsins. Þetta gefur glerþráðastyrktu PTFE betri möguleika á notkun í rafeinda- og rafmagnssviðum, svo sem í hitapúðum og undirlögum fyrir rafrásarplötur, sem hjálpar til við að takast á við vandamál með uppsöfnun hita sem tengjast lélegri varmaleiðni hreins PTFE. Bætt varmaleiðni hjálpar einnig til við að dreifa núningsvarma í notkun eins og legum, sem stuðlar að betri afköstum.
Notkunarsvið: Þetta samsetta efni er mikið notað í iðnaðarþétti, legur/hylki sem þola mikið álag, hálfleiðarabúnað og ýmsa slitþolna burðarhluta í efnaiðnaði. Í rafeindatækni er það notað við framleiðslu á einangrandi þéttingum fyrir rafeindabúnað, einangrun fyrir rafrásarplötur og ýmsar hlífðarþétti. Virkni þess er enn frekar útvíkkuð til flug- og geimferðageirans fyrir sveigjanleg einangrunarlög.
Athugasemd um takmarkanir: Þó að glerþræðir auki marga eiginleika verulega er mikilvægt að hafa í huga að þegar glerþráðainnihaldið eykst getur togstyrkur, teygja og seigja samsettu efnisins minnkað og núningstuðullinn getur smám saman aukist. Ennfremur eru glerþræðir og PTFE samsett efni ekki hentug til notkunar í basískum miðlum. Þess vegna er samsetningin, þar með talið hlutfall glerþráða (venjulega 15-25%) og möguleg samsetning við önnur fylliefni eins og grafít eða MoS2, sniðin að sérstökum notkunarkröfum.
Birtingartími: 5. des. 2025