Welche Vor- und Nachteile hat Polytetrafluorethylen (PTFE) als Werkstoff mit dem Ruf „König der Kunststoffe“?
Vorteile von PTFE
Hohe Temperaturbeständigkeit – die Arbeitstemperatur kann 250 Grad erreichen.
Beständigkeit gegen niedrige Temperaturen – hat eine gute mechanische Zähigkeit; Selbst wenn die Temperatur auf -196 Grad sinkt, kann eine Dehnung von 5 Prozent aufrechterhalten werden.
Korrosionsbeständigkeit von PTFE-Schläuchen – inert gegenüber den meisten Chemikalien und Lösungsmitteln, beständig gegen starke Säuren und Laugen, Wasser und verschiedene organische Lösungsmittel.
Witterungsbeständig – hat die beste Alterungsbeständigkeit unter den Kunststoffen.
Hohe Schmierung – der niedrigste Reibungskoeffizient unter den Feststoffmaterialien.
Nicht klebend – hat die geringste Oberflächenspannung in festen Materialien und haftet an keiner Substanz.
Ungiftig – es ist physiologisch inert und verursacht keine Nebenwirkungen, wenn es über einen längeren Zeitraum als künstliches Blutgefäß und Organ in den Körper implantiert wird.
Elektrische Isolierung – hält einer Hochspannung von 150 Volt stand.
Die relative Molekülmasse von Polytetrafluorethylen ist relativ groß und reicht von Hunderttausenden bis über 10 Millionen und im Allgemeinen bis zu Millionen (der Polymerisationsgrad liegt in der Größenordnung von 10^4, während Polyethylen nur in der Größenordnung von 10^3 liegt). . Im Allgemeinen beträgt der Kristallinitätsgrad 90-95 Prozent und die Schmelztemperatur beträgt 327-342 Grad. Die CF2-Einheiten im PTFE-Molekül sind zickzackförmig angeordnet. Da der Radius der Fluoratome etwas größer ist als der von Kohlenstoff, können die benachbarten CF2-Einheiten nicht vollständig der trans-Kreuzorientierung folgen, sondern bilden eine helikal verdrillte Kette, und die Fluoratome bedecken nahezu die Oberfläche der gesamten Polymerkette. Diese molekulare Struktur erklärt die verschiedenen Eigenschaften von PTFE. Wenn die Temperatur unter 19 Grad liegt, bildet sich eine 13/6-Helix; Bei 19 Grad kommt es zu einem Phasenübergang und die Moleküle lösen sich leicht und bilden eine 15/7-Helix.
Nachteile von PTFE
1. PTFE hat einen „kalten Fluss“. Dabei handelt es sich um die plastische Verformung (Kriechen) von Materialprodukten unter langfristiger Dauerbelastung, die gewisse Einschränkungen in der Anwendung mit sich bringt. Wenn beispielsweise PTFE als Dichtung verwendet wird, werden die Schrauben für eine dichte Abdichtung fest angezogen, sodass die Dichtung bei Überschreiten einer bestimmten Druckspannung einen „Kaltfluss“ (Kriechen) erzeugt und abgeflacht wird. Diese Mängel können durch die Zugabe geeigneter Füllstoffe und die Verbesserung der Struktur der Teile behoben werden.
2. PTFE verfügt über hervorragende Antihafteigenschaften, was seine industrielle Anwendung einschränkt. Es handelt sich um ein hervorragendes Antihaftmaterial, das das Anhaften an der Oberfläche anderer Gegenstände äußerst erschwert.
3. Der lineare Ausdehnungskoeffizient von PTFE beträgt das 10- bis 20-fache des von Stahl, der größer ist als der der meisten Kunststoffe, und sein linearer Ausdehnungskoeffizient ändert sich unregelmäßig mit der Temperaturänderung. Wenn Sie bei der Verwendung von PTFE diesem Leistungsaspekt nicht genügend Aufmerksamkeit schenken, kann es leicht zu Verlusten kommen.
