Политетрафторэтилен (PTFE), ки бо устувории истисноии кимиёвӣ, муқовимат ба ҳарорати баланд/паст ва коэффисиенти пасти соиш машҳур аст, лақаби "Подшоҳи пластикӣ"-ро ба даст овардааст ва дар саноати кимиёвӣ, механикӣ ва электронӣ васеъ истифода мешавад. Бо вуҷуди ин, PTFE-и холис дорои камбудиҳои дохилӣ, аз қабили қувваи пасти механикӣ, осебпазирӣ ба деформатсияи ҷараёни хунук ва гузаронандагии пасти гармӣ мебошад. Барои бартараф кардани ин маҳдудиятҳо, композитҳои PTFE бо нахи шишагӣ тақвият дода шудаанд. Ин мавод ба шарофати таъсири тақвиятдиҳандаи нахҳои шишагӣ, нишондиҳандаҳои сершумори иҷроишро ба таври назаррас беҳтар мекунад ва дар айни замон хосиятҳои бартаридоштаи PTFE-ро нигоҳ медорад.
1. Такмили назарраси хосиятҳои механикӣ
Сохтори занҷири молекулавии хеле симметрӣ ва кристаллнокии баланди PTFE-и холис боиси заиф шудани қувваҳои байнимолекулавӣ мегардад, ки боиси қувват ва сахтии паст мегардад. Ин онро дар зери қувваи назарраси беруна ба деформатсия моил мегардонад ва истифодаи онро дар соҳаҳое, ки қуввати баландро талаб мекунанд, маҳдуд мекунад. Дохил кардани нахҳои шишагӣ ба хосиятҳои механикии PTFE беҳбудии назаррас меорад. Нахҳои шишагӣ бо қуввати баланд ва модули баланди худ тавсиф мешаванд. Вақте ки дар дохили матритсаи PTFE яксон пароканда мешаванд, онҳо самаранок борҳои берунаро таҳаммул мекунанд ва кори умумии механикии композитро беҳтар мекунанд. Тадқиқот нишон медиҳад, ки бо илова кардани миқдори муносиби нахи шишагӣ, қувваи кашиши PTFE метавонад аз 1 то 2 маротиба зиёд карда шавад ва қувваи хамшавӣ боз ҳам назаррастар мешавад ва тақрибан аз 2 то 3 маротиба дар муқоиса бо маводи аслӣ беҳтар мешавад. Сахтӣ низ ба таври назаррас меафзояд. Ин ба PTFE-и бо нахи шиша тақвиятёфта имкон медиҳад, ки дар муҳитҳои мураккабтари корӣ дар истеҳсолоти механикӣ ва аэрокосмосӣ, ба монанди мӯҳрҳои механикӣ ва ҷузъҳои подшипник, боэътимод кор кунад ва нокомиҳоеро, ки аз сабаби қуввати нокифояи мавод ба вуҷуд меоянд, самаранок коҳиш диҳад.
2. Иҷрои гармидиҳии оптимизатсияшуда
Гарчанде ки PTFE-и холис дар муқовимат ба ҳарорати баланд ва паст хуб кор мекунад ва қодир аст, ки дар муддати тӯлонӣ аз -196°C то 260°C истифода барад, устувории андозагирии он дар ҳарорати баланд суст аст, ки дар он ҷо ба деформатсияи гармӣ моил аст. Илова кардани нахҳои шишагӣ ин масъаларо бо баланд бардоштани ҳарорати инҳирофи гармӣ (HDT) ва устувории андозагирии мавод самаранок ҳал мекунад. Худи нахҳои шишагӣ муқовимати гармӣ ва сахтии баланд доранд. Дар муҳитҳои ҳарорати баланд, онҳо ҳаракати занҷирҳои молекулавии PTFE-ро маҳдуд мекунанд ва бо ин васила васеъшавии гармӣ ва деформатсияи маводро маҳдуд мекунанд. Бо миқдори оптималии нахи шишагӣ, ҳарорати инҳирофи гармии PTFE-и бо нахи шиша тақвиятёфтаро метавон беш аз 50°C зиёд кард. Он шакл ва дақиқии андозагирии устуворро дар шароити кори ҳарорати баланд нигоҳ медорад ва онро барои барномаҳое, ки талаботи баланди устувории гармӣ доранд, ба монанди қубурҳои ҳарорати баланд ва прокладкаҳои мӯҳркунии ҳарорати баланд, мувофиқ мегардонад.
3. Кам шудани майли ҷараёни хунук
Ҷараёни хунук (ё лағжиш) як мушкили назарраси PTFE-и холис аст. Он ба деформатсияи сусти пластикӣ ишора мекунад, ки дар зери бори доимӣ бо мурури замон, ҳатто дар ҳарорати нисбатан паст, ба амал меояд. Ин хусусият истифодаи PTFE-и холисро дар барномаҳое, ки ба устувории шакл ва андозаҳои дарозмуддат ниёз доранд, маҳдуд мекунад. Дохил кардани нахҳои шишагӣ падидаи ҷараёни хунуки PTFE-ро самаранок бозмедорад. Нахҳо ҳамчун скелети дастгирикунанда дар дохили матритсаи PTFE амал мекунанд ва лағжиш ва аз нав ташкил кардани занҷирҳои молекулавии PTFE-ро бозмедоранд. Маълумоти таҷрибавӣ нишон медиҳанд, ки суръати ҷараёни хунуки PTFE-и бо нахҳои шишагӣ тақвиятёфта дар муқоиса бо PTFE-и холис аз 70% то 80% кам мешавад, ки устувории андозагирии маводро дар зери бори дарозмуддат ба таври назаррас беҳтар мекунад. Ин онро барои истеҳсоли қисмҳои механикии баландсифат ва ҷузъҳои сохторӣ мувофиқ мегардонад.
4. Муқовимати беҳтаршудаи фарсудашавӣ
Коэффисиенти пасти соиш PTFE-и холис яке аз бартариҳои он аст, аммо он инчунин ба муқовимати пасти фарсудашавии он мусоидат мекунад, ки онро ҳангоми равандҳои соиш ба фарсудашавӣ ва интиқол осебпазир мегардонад. PTFE-и бо нахи шиша тақвиятёфта сахтии сатҳ ва муқовимати фарсудашавии маводро тавассути таъсири тақвиятдиҳандаи нахҳо беҳтар мекунад. Сахтии нахи шиша нисбат ба PTFE хеле баландтар аст, ки ба он имкон медиҳад, ки ҳангоми соиш ба фарсудашавӣ самаранок муқовимат кунад. Он инчунин механизми соиш ва фарсудашавии маводро тағйир медиҳад ва фарсудашавии часпак ва фарсудашавии абразивии PTFE-ро коҳиш медиҳад. Ғайр аз ин, нахҳои шишагӣ метавонанд дар сатҳи соиш баромадҳои хурдро ба вуҷуд оранд, ки таъсири муайяни зидди соишро таъмин мекунад ва ноустувории коэффисиенти соишро коҳиш медиҳад. Дар татбиқи амалӣ, вақте ки ҳамчун мавод барои ҷузъҳои соишӣ ба монанди подшипникҳои лағжанда ва ҳалқаҳои поршен истифода мешавад, мӯҳлати хидмати PTFE-и бо нахи шиша тақвиятёфта ба таври назаррас дароз карда мешавад, эҳтимолан дар муқоиса бо PTFE-и холис якчанд маротиба ё ҳатто даҳҳо маротиба. Таҳқиқотҳо нишон доданд, ки муқовимати фарсудашавии композитҳои PTFE, ки бо нахи шишагӣ пур карда шудаанд, дар муқоиса бо маводҳои PTFE-и пурнашуда қариб 500 маротиба беҳтар карда мешавад ва арзиши маҳдудкунандаи PV тақрибан 10 маротиба зиёд мешавад.
5. Гузаронидани гармии беҳтаршуда
PTFE-и холис дорои гузаронандагии пасти гармӣ мебошад, ки барои интиқоли гармӣ мусоид нест ва дар барномаҳое, ки талаботи баланди парокандагии гармӣ доранд, маҳдудиятҳо эҷод мекунад. Нахи шишагӣ гузаронандагии нисбатан баланди гармӣ дорад ва илова кардани он ба PTFE метавонад то андозае гузаронандагии гармии маводро беҳтар созад. Гарчанде ки илова кардани нахи шишагӣ коэффитсиенти гузаронандагии гармии PTFE-ро ба таври назаррас афзоиш намедиҳад, он метавонад роҳҳои гузаронандагии гармиро дар дохили мавод ташкил диҳад ва суръати интиқоли гармиро суръат бахшад. Ин ба PTFE-и бо нахи шиша тақвиятёфта имконияти беҳтари татбиқро дар соҳаҳои электронӣ ва электрикӣ, ба монанди дар тахтаҳои гармӣ ва субстратҳои тахтаи схемавӣ медиҳад ва ба ҳалли мушкилоти ҷамъшавии гармӣ, ки бо гузаронандагии пасти гармии PTFE-и холис алоқаманданд, мусоидат мекунад. Гузарандагии беҳтаршудаи гармӣ инчунин ба пароканда кардани гармии соишӣ дар барномаҳо ба монанди подшипникҳо мусоидат мекунад ва ба беҳтар шудани кор мусоидат мекунад.
Доираи татбиқ: Ин маводи композитӣ ба таври васеъ дар мӯҳрҳои саноатӣ, подшипникҳо/втулкаҳои борбардор, таҷҳизоти нимноқилҳо ва қисмҳои гуногуни сохтории ба фарсудашавӣ тобовар дар саноати кимиё истифода мешавад. Дар соҳаи электроника, он дар истеҳсоли прокладкаҳои изолятсия барои ҷузъҳои электронӣ, изолятсия барои тахтаҳои схемавӣ ва мӯҳрҳои гуногуни муҳофизатӣ истифода мешавад. Функсияҳои он минбаъд ба бахши аэрокосмос барои қабатҳои чандири изолятсияи гармӣ васеъ карда мешаванд.
Эзоҳ дар бораи маҳдудиятҳо: Гарчанде ки нахи шишагӣ бисёр хосиятҳоро ба таври назаррас беҳтар мекунад, муҳим аст, ки қайд кард, ки бо афзоиши миқдори нахи шишагӣ, қувваи кашиш, дарозшавӣ ва устувории композит метавонад коҳиш ёбад ва коэффитсиенти соиш тадриҷан афзоиш ёбад. Ғайр аз ин, нахи шишагӣ ва композитҳои PTFE барои истифода дар муҳити ишқорӣ мувофиқ нестанд. Аз ин рӯ, формула, аз ҷумла фоизи нахи шишагӣ (одатан 15-25%) ва омезиши эҳтимолӣ бо дигар пуркунандаҳо, ба монанди графит ё MoS2, барои қонеъ кардани талаботи мушаххаси истифода мутобиқ карда шудааст.
Вақти нашр: 05 декабри соли 2025