ഗ്ലാസ് ഫൈബർ റൈൻഫോഴ്‌സ്ഡ് PTFE: "പ്ലാസ്റ്റിക് കിംഗിന്റെ" പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു

അസാധാരണമായ രാസ സ്ഥിരത, ഉയർന്ന/താഴ്ന്ന താപനില പ്രതിരോധം, കുറഞ്ഞ ഘർഷണ ഗുണകം എന്നിവയ്ക്ക് പേരുകേട്ട പോളിടെട്രാഫ്ലൂറോഎത്തിലീൻ (PTFE) "പ്ലാസ്റ്റിക് കിംഗ്" എന്ന വിളിപ്പേര് നേടിയിട്ടുണ്ട്, കൂടാതെ കെമിക്കൽ, മെക്കാനിക്കൽ, ഇലക്ട്രോണിക് വ്യവസായങ്ങളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ശുദ്ധമായ PTFE-ക്ക് കുറഞ്ഞ മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി, തണുത്ത പ്രവാഹ രൂപഭേദം വരുത്താനുള്ള സാധ്യത, മോശം താപ ചാലകത തുടങ്ങിയ അന്തർലീനമായ പോരായ്മകളുണ്ട്. ഈ പരിമിതികളെ മറികടക്കാൻ, ഗ്ലാസ് ഫൈബർ ശക്തിപ്പെടുത്തിയ PTFE സംയുക്തങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ഗ്ലാസ് നാരുകളുടെ ശക്തിപ്പെടുത്തൽ പ്രഭാവം കാരണം, PTFE-യുടെ മികച്ച ഗുണങ്ങൾ നിലനിർത്തിക്കൊണ്ട് ഈ മെറ്റീരിയൽ ഒന്നിലധികം പ്രകടന മെട്രിക്സുകൾ ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

1. മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളുടെ ഗണ്യമായ മെച്ചപ്പെടുത്തൽ

ശുദ്ധമായ PTFE യുടെ ഉയർന്ന സമമിതിയിലുള്ള തന്മാത്രാ ശൃംഖല ഘടനയും ഉയർന്ന ക്രിസ്റ്റലിനിറ്റിയും ദുർബലമായ ഇന്റർമോളിക്യുലാർ ശക്തികൾക്ക് കാരണമാകുന്നു, ഇത് കുറഞ്ഞ മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയിലേക്കും കാഠിന്യത്തിലേക്കും നയിക്കുന്നു. ഇത് ഗണ്യമായ ബാഹ്യശക്തിയുടെ സ്വാധീനത്തിൽ രൂപഭേദം വരുത്താൻ സാധ്യതയുള്ളതാക്കുന്നു, ഉയർന്ന ശക്തി ആവശ്യമുള്ള മേഖലകളിലെ അതിന്റെ പ്രയോഗങ്ങളെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു. ഗ്ലാസ് നാരുകൾ സംയോജിപ്പിക്കുന്നത് PTFE യുടെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളിൽ ഗണ്യമായ പുരോഗതി കൊണ്ടുവരുന്നു. ഗ്ലാസ് നാരുകൾ അവയുടെ ഉയർന്ന ശക്തിയും ഉയർന്ന മോഡുലസും കൊണ്ട് സവിശേഷതയാണ്. PTFE മാട്രിക്സിനുള്ളിൽ ഏകതാനമായി ചിതറിക്കിടക്കുമ്പോൾ, അവ ബാഹ്യ ലോഡുകളെ ഫലപ്രദമായി വഹിക്കുകയും സംയുക്തത്തിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള മെക്കാനിക്കൽ പ്രകടനം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഉചിതമായ അളവിൽ ഗ്ലാസ് ഫൈബർ ചേർക്കുന്നതിലൂടെ, PTFE യുടെ ടെൻസൈൽ ശക്തി 1 മുതൽ 2 മടങ്ങ് വരെ വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെന്നും, വഴക്കമുള്ള ശക്തി കൂടുതൽ ശ്രദ്ധേയമാകുമെന്നും, യഥാർത്ഥ മെറ്റീരിയലുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഏകദേശം 2 മുതൽ 3 മടങ്ങ് വരെ മെച്ചപ്പെടുമെന്നും ഗവേഷണം സൂചിപ്പിക്കുന്നു. കാഠിന്യവും ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുന്നു. മെക്കാനിക്കൽ സീലുകളിലും ബെയറിംഗ് ഘടകങ്ങളിലും പോലുള്ള മെക്കാനിക്കൽ നിർമ്മാണത്തിലും എയ്‌റോസ്‌പേസിലും കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ പ്രവർത്തന പരിതസ്ഥിതികളിൽ ഗ്ലാസ് ഫൈബർ ശക്തിപ്പെടുത്തിയ PTFE വിശ്വസനീയമായി പ്രവർത്തിക്കാൻ ഇത് അനുവദിക്കുന്നു, അപര്യാപ്തമായ മെറ്റീരിയൽ ശക്തി മൂലമുണ്ടാകുന്ന പരാജയങ്ങൾ ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കുന്നു.

2. ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത താപ പ്രകടനം

ഉയർന്നതും താഴ്ന്നതുമായ താപനില പ്രതിരോധത്തിൽ ശുദ്ധമായ PTFE മികച്ച പ്രകടനം കാഴ്ചവയ്ക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, -196°C നും 260°C നും ഇടയിൽ ദീർഘകാല ഉപയോഗത്തിന് പ്രാപ്തമാണ്, ഉയർന്ന താപനിലയിൽ അതിന്റെ ഡൈമൻഷണൽ സ്ഥിരത മോശമാണ്, അവിടെ അത് താപ രൂപഭേദത്തിന് സാധ്യതയുണ്ട്. ഗ്ലാസ് നാരുകൾ ചേർക്കുന്നത് മെറ്റീരിയലിന്റെ താപ വ്യതിചലന താപനിലയും (HDT) ഡൈമൻഷണൽ സ്ഥിരതയും വർദ്ധിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് ഈ പ്രശ്നത്തെ ഫലപ്രദമായി പരിഹരിക്കുന്നു. ഗ്ലാസ് നാരുകൾക്ക് ഉയർന്ന താപ പ്രതിരോധവും കാഠിന്യവും ഉണ്ട്. ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള പരിതസ്ഥിതികളിൽ, അവ PTFE തന്മാത്രാ ശൃംഖലകളുടെ ചലനത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്നു, അതുവഴി മെറ്റീരിയലിന്റെ താപ വികാസവും രൂപഭേദവും തടയുന്നു. ഒപ്റ്റിമൽ ഗ്ലാസ് ഫൈബർ ഉള്ളടക്കത്തോടെ, ഗ്ലാസ് ഫൈബർ ശക്തിപ്പെടുത്തിയ PTFE യുടെ താപ വ്യതിചലന താപനില 50°C-ൽ കൂടുതൽ വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഇത് സ്ഥിരതയുള്ള ആകൃതിയും ഡൈമൻഷണൽ കൃത്യതയും നിലനിർത്തുന്നു, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള പൈപ്പ്‌ലൈനുകൾ, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള സീലിംഗ് ഗാസ്കറ്റുകൾ എന്നിവ പോലുള്ള ഉയർന്ന താപ സ്ഥിരത ആവശ്യകതകളുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് ഇത് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.

3. തണുത്ത പ്രവാഹ പ്രവണത കുറയുന്നു

ശുദ്ധമായ PTFE-യിൽ കോൾഡ് ഫ്ലോ (അല്ലെങ്കിൽ ക്രീപ്പ്) ഒരു ശ്രദ്ധേയമായ പ്രശ്നമാണ്. താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ പോലും, കാലക്രമേണ സ്ഥിരമായ ഒരു ലോഡിൽ സംഭവിക്കുന്ന മന്ദഗതിയിലുള്ള പ്ലാസ്റ്റിക് രൂപഭേദത്തെ ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ദീർഘകാല ആകൃതിയും ഡൈമൻഷണൽ സ്ഥിരതയും ആവശ്യമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ശുദ്ധമായ PTFE-യുടെ ഉപയോഗം ഈ സ്വഭാവം പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു. ഗ്ലാസ് നാരുകളുടെ സംയോജനം PTFE-യുടെ കോൾഡ് ഫ്ലോ പ്രതിഭാസത്തെ ഫലപ്രദമായി തടയുന്നു. PTFE മാട്രിക്സിനുള്ളിൽ നാരുകൾ ഒരു പിന്തുണയ്ക്കുന്ന അസ്ഥികൂടമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഇത് PTFE തന്മാത്രാ ശൃംഖലകളുടെ സ്ലൈഡിംഗിനെയും പുനഃക്രമീകരണത്തെയും തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു. ശുദ്ധമായ PTFE-യുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഗ്ലാസ് ഫൈബർ ശക്തിപ്പെടുത്തിയ PTFE-യുടെ കോൾഡ് ഫ്ലോ നിരക്ക് 70% മുതൽ 80% വരെ കുറയുന്നുവെന്ന് പരീക്ഷണ ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നു, ഇത് ദീർഘകാല ലോഡിന് കീഴിലുള്ള മെറ്റീരിയലിന്റെ ഡൈമൻഷണൽ സ്ഥിരതയെ ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഇത് ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള മെക്കാനിക്കൽ ഭാഗങ്ങളും ഘടനാപരമായ ഘടകങ്ങളും നിർമ്മിക്കുന്നതിന് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.

4. മെച്ചപ്പെട്ട വസ്ത്ര പ്രതിരോധം

ശുദ്ധമായ PTFE യുടെ കുറഞ്ഞ ഘർഷണ ഗുണകം അതിന്റെ ഗുണങ്ങളിൽ ഒന്നാണ്, പക്ഷേ ഇത് അതിന്റെ മോശം വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധത്തിന് കാരണമാകുന്നു, ഇത് ഘർഷണ പ്രക്രിയകളിൽ തേയ്മാനത്തിനും കൈമാറ്റത്തിനും വിധേയമാക്കുന്നു. ഗ്ലാസ് ഫൈബർ റീഇൻഫോഴ്‌സ്ഡ് PTFE നാരുകളുടെ ശക്തിപ്പെടുത്തൽ ഫലത്തിലൂടെ മെറ്റീരിയലിന്റെ ഉപരിതല കാഠിന്യവും വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. ഗ്ലാസ് ഫൈബറിന്റെ കാഠിന്യം PTFE യേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്, ഇത് ഘർഷണ സമയത്ത് തേയ്മാനത്തെ ഫലപ്രദമായി പ്രതിരോധിക്കാൻ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു. ഇത് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഘർഷണ, വസ്ത്രധാരണ സംവിധാനത്തെയും മാറ്റുന്നു, PTFE യുടെ പശ തേയ്മാനവും ഉരച്ചിലുകളും കുറയ്ക്കുന്നു. കൂടാതെ, ഗ്ലാസ് നാരുകൾക്ക് ഘർഷണ പ്രതലത്തിൽ ചെറിയ പ്രോട്രഷനുകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് ഒരു നിശ്ചിത ആന്റി-ഘർഷണ പ്രഭാവം നൽകുകയും ഘർഷണ ഗുണകത്തിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങളിൽ, സ്ലൈഡിംഗ് ബെയറിംഗുകൾ, പിസ്റ്റൺ റിംഗുകൾ പോലുള്ള ഘർഷണ ഘടകങ്ങൾക്കുള്ള ഒരു വസ്തുവായി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഗ്ലാസ് ഫൈബർ റീഇൻഫോഴ്‌സ്ഡ് PTFE യുടെ സേവന ആയുസ്സ് ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു, ശുദ്ധമായ PTFE യുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ നിരവധി മടങ്ങ് അല്ലെങ്കിൽ ഡസൻ തവണ പോലും. ഗ്ലാസ് ഫൈബർ നിറച്ച PTFE സംയുക്തങ്ങളുടെ വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധം പൂരിപ്പിക്കാത്ത PTFE മെറ്റീരിയലുകളെ അപേക്ഷിച്ച് ഏകദേശം 500 മടങ്ങ് മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയുമെന്നും പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന PV മൂല്യം ഏകദേശം 10 മടങ്ങ് വർദ്ധിക്കുമെന്നും പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്.

5. മെച്ചപ്പെടുത്തിയ താപ ചാലകത

ശുദ്ധമായ PTFE-യ്ക്ക് കുറഞ്ഞ താപ ചാലകതയുണ്ട്, ഇത് താപ കൈമാറ്റത്തിന് അനുയോജ്യമല്ല, ഉയർന്ന താപ വിസർജ്ജന ആവശ്യകതകളുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ പരിമിതികൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഗ്ലാസ് ഫൈബറിന് താരതമ്യേന ഉയർന്ന താപ ചാലകതയുണ്ട്, കൂടാതെ PTFE-യിൽ ഇത് ചേർക്കുന്നത് ഒരു പരിധിവരെ മെറ്റീരിയലിന്റെ താപ ചാലകത മെച്ചപ്പെടുത്തും. ഗ്ലാസ് ഫൈബർ ചേർക്കുന്നത് PTFE-യുടെ താപ ചാലകത ഗുണകം ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നില്ലെങ്കിലും, മെറ്റീരിയലിനുള്ളിൽ താപ ചാലക പാതകൾ രൂപപ്പെടുത്താൻ ഇതിന് കഴിയും, ഇത് താപ കൈമാറ്റ വേഗത ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു. ഇത് തെർമൽ പാഡുകളിലും സർക്യൂട്ട് ബോർഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിലും പോലുള്ള ഇലക്ട്രോണിക്, ഇലക്ട്രിക്കൽ മേഖലകളിൽ ഗ്ലാസ് ഫൈബർ ശക്തിപ്പെടുത്തിയ PTFE-ക്ക് മികച്ച പ്രയോഗ സാധ്യത നൽകുന്നു, ഇത് ശുദ്ധമായ PTFE-യുടെ മോശം താപ ചാലകതയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട താപ ശേഖരണ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു. മെച്ചപ്പെട്ട താപ ചാലകത ബെയറിംഗുകൾ പോലുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഘർഷണ താപം ഇല്ലാതാക്കുന്നതിനും സഹായിക്കുന്നു, ഇത് മികച്ച പ്രകടനത്തിന് കാരണമാകുന്നു.

ആപ്ലിക്കേഷന്റെ വ്യാപ്തി: വ്യാവസായിക സീലുകൾ, ഉയർന്ന ലോഡ് ബെയറിംഗുകൾ/ബുഷിംഗുകൾ, സെമികണ്ടക്ടർ ഉപകരണങ്ങൾ, രാസ വ്യവസായത്തിലെ വിവിധ വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള ഘടനാപരമായ ഭാഗങ്ങൾ എന്നിവയിൽ ഈ സംയുക്ത മെറ്റീരിയൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോണിക്സ് മേഖലയിൽ, ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾക്കുള്ള ഇൻസുലേറ്റിംഗ് ഗാസ്കറ്റുകൾ, സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകൾക്കുള്ള ഇൻസുലേഷൻ, വിവിധ സംരക്ഷണ സീലുകൾ എന്നിവയുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു. വഴക്കമുള്ള താപ ഇൻസുലേഷൻ പാളികൾക്കായി ഇതിന്റെ പ്രവർത്തനം എയ്‌റോസ്‌പേസ് മേഖലയിലേക്ക് കൂടുതൽ വ്യാപിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.

പരിമിതികളെക്കുറിച്ചുള്ള കുറിപ്പ്: ഗ്ലാസ് ഫൈബർ പല ഗുണങ്ങളെയും ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, ഗ്ലാസ് ഫൈബർ ഉള്ളടക്കം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, സംയുക്തത്തിന്റെ ടെൻസൈൽ ശക്തി, നീളം, കാഠിന്യം എന്നിവ കുറയുകയും ഘർഷണ ഗുണകം ക്രമേണ വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുമെന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. കൂടാതെ, ഗ്ലാസ് ഫൈബറും PTFE സംയുക്തങ്ങളും ആൽക്കലൈൻ മീഡിയയിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ അനുയോജ്യമല്ല. അതിനാൽ, ഗ്ലാസ് ഫൈബറിന്റെ ശതമാനവും (സാധാരണയായി 15-25%) ഗ്രാഫൈറ്റ് അല്ലെങ്കിൽ MoS2 പോലുള്ള മറ്റ് ഫില്ലറുകളുമായുള്ള സാധ്യതയുള്ള സംയോജനവും ഉൾപ്പെടെയുള്ള ഫോർമുലേഷൻ, നിർദ്ദിഷ്ട ആപ്ലിക്കേഷൻ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്നു.