Il nucleo del PTFE modificato è l'introduzione di un materiale di seconda fase nel PTFE matrice attraverso il riempitivo o la miscelazione, migliorando così le sue proprietà meccaniche, termiche o funzionali. I materiali modificati comuni possono essere divisi nelle seguenti categorie:
1. Filler - Tipo Modifica: Resistenza meccanica e dell'usura avanzata
Filler - Il tipo di modifica affronta direttamente le carenze fisiche di PTFE aggiungendo riempitivi inorganici o organici. I riempitivi comuni e le loro funzioni sono i seguenti:
Fibra di vetro (GF): in genere comprende dal 5% al 40%. La fibra di vetro migliora significativamente la resistenza a compressione del PTFE (fino a 2-3 volte), la resistenza del creep e la stabilità dimensionale, riducendo anche il flusso freddo. Tuttavia, il suo coefficiente di attrito può aumentare leggermente, richiedendo ottimizzazione con altri riempitivi.
Fibra di carbonio (CF): in genere comprende dal 5% al 15%. Le fibre di carbonio non solo migliorano la resistenza meccanica, ma impartiscono anche una conducibilità termica più elevata (il coefficiente di conducibilità termica aumenta da 0,25 W/(m · k) per PTFE puro a circa 5 W/(m · k)), rendendoli adatti per applicazioni elevate - di carico di carico. Inoltre, l'attività superficiale delle fibre di carbonio migliora l'adesione del PTFE ad altri materiali.
Polvere di bronzo (lega Cusn): il livello di addizione è in genere dal 10% al 30%. La polvere di bronzo migliora significativamente la resistenza all'usura del PTFE (riducendo il tasso di usura di oltre l'80%) e migliora la conduttività termica (aumentando il coefficiente di conducibilità termica a circa 2-3 W/m · k)). È comunemente usato in parti che richiedono attrito scorrevole, come cuscinetti e binari di guida.
Molibdeno disolfuro (MOS₂): dall'1% al 5%. Come lubrificante solido, Mos₂ riduce ulteriormente il coefficiente di attrito (a 0,03 - 0,05) e migliora la resistenza all'usura, rendendolo particolarmente adatto per le esigenze di lubrificazione in ambienti a vuoto o ad alta temperatura.
Grafite: dal 5% al 20%. La grafite, simile a Mos₂, ha una struttura a strati che fornisce la lubrificazione auto -- migliorando anche la conducibilità termica ed elettrica (se è necessaria una schermatura elettromagnetica).
Il riempimento combinato (ad es. Fibra di vetro + fibra di carbonio + Mos₂) può raggiungere contemporaneamente l'ottimizzazione obiettiva multi -{4}} di alta resistenza, bassa attrito e resistenza all'usura. Ad esempio, una formulazione PTFE modificata utilizzata in un sigillo industriale è costituita da: PTFE Matrix + 20% Fibra di vetro + 5% Fibra di carbonio + 3% Mos₂. Il suo tasso di usura è solo 1/10 quello del PTFE puro e può funzionare stabilmente ad alte temperature di 200 gradi per lungo tempo.
2. Modifica di fusione: espansione dei confini funzionali
La modifica della fusione è il processo di fusione di PTFE con altri polimeri o materiali funzionali per impartire proprietà specializzate:
Estere di polifenilene (DPI): la fusione con PTFE migliora la resistenza al calore (estendendo le temperature operative lunghe - a oltre 300 gradi) e migliora il flusso di elaborazione del fusione, rendendolo adatto allo stampaggio a iniezione di parti a forma di complesse -. Polyetheretherketone (sbirciatina): l'aggiunta di una piccola quantità di sbirciatina (5%-10%) può migliorare la rigidità del PTFE mantenendo un certo grado di flessibilità, rendendolo adatto per le applicazioni che richiedono resistenza all'impatto.
Filler conduttivi (come nanotubi di carbonio e micropowders metallici): aggiungendo riempitivi conduttivi, il PTFE modificato può ottenere proprietà di schermatura elettromagnetica (riducendo la resistività della superficie a meno di 10³ω/sq), rendendolo adatto per l'uso in foche di attrezzature elettroniche o componenti statici anti-.
3. Modifica del trattamento superficiale: ottimizzazione mirata delle proprietà interfacciali
Oltre al riempimento e alla miscelazione, i trattamenti chimici di superficie (come l'attacco al plasma e il trattamento di sodio - naftalene) possono alterare la polarità della superficie di PTFE, migliorando la sua adesione ad altri materiali (come metalli e gomma). Ciò lo rende adatto per le parti che richiedono strutture composite (come PTFE e guarnizioni laminate in acciaio inossidabile).
Analisi dei materiali principali utilizzati nella produzione di parti PTFE modificate
Nel campo industriale, il politetrafluoroetilene (PTFE) è ampiamente utilizzato a causa della sua eccellente inerzia chimica, ad alta resistenza alla temperatura - e coefficiente di attrito basso. Tuttavia, la resistenza meccanica, la resistenza all'usura e le proprietà di elaborazione del PTFE puro spesso non riescono a soddisfare i requisiti di condizioni di lavoro complesse, così ottimizzando le sue prestazioni attraverso la tecnologia di modifica diventa la chiave. Il nucleo della produzione di parti PTFE modificate sta nella selezione della giusta combinazione di substrato e additivi per bilanciare la funzionalità, la durata e il costo - efficacia.
