Wpływ wypełniaczy na uszczelki PTFE

Niskie tarcie i minimalne zużycie energii to zdecydowane zalety uszczelnień PTFE.Uszczelki te można bez problemu stosować również na sucho…

Pomimo swoich niezwykłych właściwości, czysty, niewypełniony lub pierwotny PTFE nie nadaje się do wielu bardziej wymagających zastosowań inżynieryjnych. W szczególności jego płynięcie na zimno lub zachowanie podczas pełzania wykluczają zastosowanie PTFE w zastosowaniach mechanicznych.Nawet w temperaturze pokojowej PTFE ulega znacznemu odkształceniu w miarę upływu czasu, gdy jest poddawany ciągłemu obciążeniu. Ponadto pierwotny PTFE nie ma prawie żadnej sprężystości i szybko się zużywa pomimo niskiego współczynnika tarcia. W latach sześćdziesiątych XX wieku stwierdzono, że dodatek wypełniaczy poprawić szereg właściwości fizycznych, w szczególności szybkość pełzania i zużycia.Większość wypełniaczy jest stabilna do temperatury 400°C, więc nie ograniczają stosowania w wysokich temperaturach. Poniżej wymieniono niektóre popularne składniki wypełniaczy i ich wpływ na właściwości fizyczne związku PTFE.

Włókno szklane

Włókno szklane jest powszechnie stosowanym wypełniaczem, który ma pozytywny wpływ na właściwości pełzania PTFE, które zmniejszają się w niskich i wysokich temperaturach.Zwiększa także odporność na zużycie i zapewnia dobrą wytrzymałość na ściskanie.Dodatek ten jest chemicznie obojętny, z wyjątkiem obecności kwasu fluorowodorowego i mocnych zasad.Ma niewielki wpływ na właściwości elektryczne.

Węgiel i grafit węglowy

Węgiel zmniejsza pełzanie, zwiększa twardość i podnosi przewodność cieplną PTFE.Odporność na zużycie mieszanek wypełnionych węglem poprawia się szczególnie w połączeniu z grafitem.Węgiel jest jednym z najbardziej obojętnych wypełniaczy, z wyjątkiem środowisk utleniających, w których szkło zachowuje się lepiej. Węgiel zapewnia PTFE pewną przewodność elektryczną.PTFE wypełniony węglem jest zwykle stosowany w uszczelnieniach pneumatycznych. W zastosowaniach niesmarowanych preferowanymi materiałami są związki zawierające węgiel w połączeniu z grafitem.

Włókno węglowe

Dodatek włókna węglowego do PTFE zmienia jego właściwości w taki sam sposób, jak robi to włókno szklane.Obniża pełzanie, zwiększa elastyczność i moduł sprężystości oraz podnosi twardość.Ogólnie rzecz biorąc, do osiągnięcia tego samego efektu potrzeba mniej włókna węglowego niż włókna szklanego. Współczynnik rozszerzalności cieplnej jest obniżony, a przewodność cieplna jest wyższa w przypadku związków PTFE wypełnionych włóknem węglowym.Szybkość zużycia zmniejsza się, gdy części z włókna węglowego są smarowane wodą. Włókno węglowe jest chemicznie obojętne i może być stosowane w mocnych zasadach i kwasie fluorowodorowym.

Grafit

Grafit jest krystaliczną modyfikacją węgla o wysokiej czystości.PTFE wypełniony grafitem ma jeden z najniższych współczynników tarcia ze względu na niskie właściwości tarcia grafitu.Ma doskonałe właściwości ścierne, szczególnie w przypadku miękkich powierzchni współpracujących i wykazuje wysoką zdolność przenoszenia obciążeń w zastosowaniach stykowych o dużej prędkości.Grafit jest chemicznie obojętny, co pozwala na jego zastosowanie w mediach korozyjnych.

Brązowy

Brąz jest powszechnym wypełniaczem metalicznym.Duże ilości (40 do 60% wagowych) brązu zmniejszają odkształcenia pod obciążeniem i zwiększają przewodność cieplną i elektryczną związków PTFE.Te dwie cechy są korzystne w zastosowaniach, w których część jest poddawana obciążeniom w ekstremalnych temperaturach. PTFE wypełniony brązem zapewnia doskonałą odporność na wytłaczanie.Brąz jest stopem miedzi i cyny i może być atakowany przez niektóre chemikalia.Utlenianie brązu może spowodować odbarwienie gotowej części bez wpływu na jakość produktu. PTFE wypełniony brązem jest szeroko stosowany w uszczelnieniach tłoczysk i tłoczysk hydraulicznych.

Dwusiarczek molibdenu (MoS2)

Dwusiarczek molibdenu zwiększa twardość i sztywność PTFE, jednocześnie zmniejszając tarcie.Ma niewielki wpływ na jego właściwości elektryczne. Chemicznie jest w dużej mierze niereaktywny i rozpuszcza się tylko w silnych kwasach utleniających. Zwykle stosuje się go w małych procentach wagowych i w połączeniu z innymi wypełniaczami, takimi jak włókno szklane.

Aromatyczny poliester

Aromatyczny poliester jako element wypełniający podnosi odporność PTFE na wysoką temperaturę i doskonale nadaje się do stosowania z miękkimi, dynamicznymi powierzchniami współpracującymi. Nie zaleca się do uszczelniania z udziałem pary wodnej o temperaturze powyżej 120 °C.

Dodatki kolorystyczne

Możliwe jest pigmentowanie PTFE przy użyciu nieorganicznych dodatków barwiących, które wytrzymują temperaturę spiekania PTFE.Pigmenty nie zmieniają znacząco właściwości PTFE.Możliwe są kombinacje pigmentów i innych wypełniaczy. Zastrzeżone wypełniacze i kombinacje wypełniaczy Firma Parker nieustannie dąży do poszukiwania i opracowywania unikalnych mieszanek i receptur w celu poprawy właściwości uszczelniających w najbardziej ekstremalnych zastosowaniach.