Политетрафлуороетиленот (PTFE), познат по својата исклучителна хемиска стабилност, отпорност на високи/ниски температури и низок коефициент на триење, го доби прекарот „Крал на пластиката“ и е широко користен во хемиската, механичката и електронската индустрија. Сепак, чистиот PTFE има вродени недостатоци како што се ниска механичка цврстина, подложност на деформација со ладен тек и слаба топлинска спроводливост. За да се надминат овие ограничувања, развиени се PTFE композити зајакнати со стаклени влакна. Овој материјал значително ги подобрува повеќекратните метрики на перформансите, додека ги задржува супериорните својства на PTFE, благодарение на ефектот на зајакнување на стаклените влакна.
1. Значително подобрување на механичките својства
Високо симетричната молекуларна структура на синџирот и високата кристалност на чистиот PTFE резултираат со слаби меѓумолекуларни сили, што доведува до ниска механичка цврстина и тврдост. Ова го прави подложен на деформација под значителна надворешна сила, ограничувајќи ја неговата примена во полиња каде што е потребна висока цврстина. Вклучувањето на стаклени влакна носи значително подобрување на механичките својства на PTFE. Стаклените влакна се карактеризираат со нивната висока цврстина и висок модул. Кога се рамномерно дисперзирани во PTFE матрицата, тие ефикасно поднесуваат надворешни оптоварувања, подобрувајќи ги целокупните механички перформанси на композитот. Истражувањата покажуваат дека со додавање на соодветна количина стаклени влакна, затегнувачката цврстина на PTFE може да се зголеми за 1 до 2 пати, а цврстината на свиткување станува уште позабележителна, подобрувајќи се за приближно 2 до 3 пати во споредба со оригиналниот материјал. Тврдината, исто така, значително се зголемува. Ова му овозможува на PTFE зајакнат со стаклени влакна сигурно да работи во посложени работни средини во машинското производство и воздухопловството, како што се механичките заптивки и компонентите на лежиштата, ефикасно намалувајќи ги дефектите предизвикани од недоволна цврстина на материјалот.
2. Оптимизирани термички перформанси
Иако чистиот PTFE добро се справува со отпорност на високи и ниски температури, способен за долготрајна употреба помеѓу -196°C и 260°C, неговата димензионална стабилност е слаба на високи температури, каде што е склонен кон термичка деформација. Додавањето на стаклени влакна ефикасно го решава овој проблем со зголемување на температурата на топлинско отклонување (HDT) на материјалот и димензионалната стабилност. Самите стаклени влакна поседуваат висока топлинска отпорност и цврстина. Во средини со висока температура, тие го ограничуваат движењето на молекуларните ланци на PTFE, со што се ограничува термичката експанзија и деформацијата на материјалот. Со оптимална содржина на стаклени влакна, температурата на топлинско отклонување на PTFE зајакнат со стаклени влакна може да се зголеми за повеќе од 50°C. Тој одржува стабилна форма и димензионална точност под услови на работа на висока температура, што го прави погоден за апликации со високи барања за термичка стабилност, како што се цевководи на висока температура и заптивни дихтунзи на висока температура.
3. Намалена тенденција на ладен проток
Ладниот тек (или ползење) е значаен проблем кај чистиот PTFE. Се однесува на бавната пластична деформација што се јавува под постојано оптоварување со текот на времето, дури и на релативно ниски температури. Оваа карактеристика ја ограничува употребата на чист PTFE во апликации што бараат долгорочна форма и димензионална стабилност. Вклучувањето на стаклени влакна ефикасно го инхибира феноменот на ладен тек на PTFE. Влакната дејствуваат како потпорен скелет во рамките на PTFE матрицата, спречувајќи го лизгањето и преуредувањето на молекуларните ланци на PTFE. Експерименталните податоци покажуваат дека брзината на ладен тек на PTFE зајакнат со стаклени влакна е намалена за 70% до 80% во споредба со чистиот PTFE, значително подобрувајќи ја димензионалната стабилност на материјалот под долгорочно оптоварување. Ова го прави погоден за производство на високопрецизни механички делови и структурни компоненти.
4. Подобрена отпорност на абење
Нискиот коефициент на триење на чистиот PTFE е една од неговите предности, но исто така придонесува за неговата слаба отпорност на абење, што го прави подложен на абење и пренос за време на процесите на триење. PTFE зајакнат со стаклени влакна ја подобрува површинската тврдост и отпорноста на абење на материјалот преку ефектот на зајакнување на влакната. Тврдоста на стаклените влакна е многу поголема од онаа на PTFE, овозможувајќи му ефикасно да се спротивстави на абењето за време на триењето. Исто така, го менува механизмот на триење и абење на материјалот, намалувајќи го абењето на лепилото и абразивното абење на PTFE. Понатаму, стаклените влакна можат да формираат ситни испакнатини на површината на триење, обезбедувајќи одреден ефект на антитриење и намалувајќи ги флуктуациите во коефициентот на триење. Во практични апликации, кога се користи како материјал за компоненти на триење како што се лизгачки лежишта и клипни прстени, работниот век на PTFE зајакнат со стаклени влакна е значително продолжен, потенцијално за неколку пати или дури десетици пати во споредба со чистиот PTFE. Студиите покажаа дека отпорноста на абење на PTFE композитите исполнети со стаклени влакна може да се подобри за речиси 500 пати во споредба со неполнетите PTFE материјали, а граничната PV вредност е зголемена за околу 10 пати.
5. Зголемена топлинска спроводливост
Чистиот PTFE има ниска топлинска спроводливост, што не е погодно за пренос на топлина и претставува ограничувања во апликациите со високи барања за дисипација на топлина. Стаклените влакна имаат релативно висока топлинска спроводливост, а нивното додавање во PTFE може, до одреден степен, да ја подобри топлинската спроводливост на материјалот. Иако додавањето на стаклени влакна не го зголемува драстично коефициентот на топлинска спроводливост на PTFE, тоа може да формира патеки за топлинска спроводливост во материјалот, забрзувајќи ја брзината на пренос на топлина. Ова му дава на PTFE зајакнат со стаклени влакна подобар потенцијал за примена во електронските и електричните полиња, како што се термичките подлоги и подлогите на плочките со кола, помагајќи да се решат проблемите со акумулација на топлина поврзани со слабата топлинска спроводливост на чистиот PTFE. Подобрената топлинска спроводливост, исто така, помага во дисипацијата на топлината од триење во апликации како лежишта, придонесувајќи за подобри перформанси.
Опсег на примена: Овој композитен материјал е широко користен во индустриски заптивки, лежишта/чаури отпорни на високо оптоварување, полупроводничка опрема и разни структурни делови отпорни на абење во хемиската индустрија. Во областа на електрониката, се користи во производство на изолациски дихтунзи за електронски компоненти, изолација за плочки со кола и разни заштитни заптивки. Неговата функционалност е дополнително проширена во воздухопловниот сектор за флексибилни слоеви на топлинска изолација.
Забелешка за ограничувањата: Иако стаклените влакна значително ги подобруваат многу својства, важно е да се напомене дека со зголемувањето на содржината на стаклени влакна, цврстината на истегнување, издолжувањето и цврстината на композитот може да се намалат, а коефициентот на триење може постепено да се зголемува. Понатаму, стаклените влакна и PTFE композитите не се погодни за употреба во алкални средини. Затоа, формулацијата, вклучувајќи го процентот на стаклени влакна (обично 15-25%) и потенцијалната комбинација со други полнила како графит или MoS2, е прилагодена за да ги задоволи специфичните барања на апликацијата.
Време на објавување: 05.12.2025