Was sind die PTFE-Eigenschaften? Der ultimative Leitfaden

PTFE ist ein einzigartiges Material mit Fluor- und Kohlenstoffatomen. Normalerweise ist das Material hydrophob, nicht klebrig, nicht reaktiv, hat eine hohe Dichte und ist beständig gegen hohe Temperaturen.

Dies macht es zur perfekten Wahl für viele Anwendungen

Mechanische Eigenschaften von PTFE

Zug- und Druckeigenschaften.

Der Bereich reicht von nur 10 MPa bis hin zu 35–40 MPa. Dies hängt vom verwendeten Füllstoff, den Formparametern und auch der Qualität des Basisharzes ab.

Flexibilität

Der Biegemodul unterscheidet sich je nach Temperaturumgebung, wie unten gezeigt.

Temperatur	Biegemodul
(20-22)⁰C.	(350-650)N/mm2
-80⁰C.	2000N/mm2
100⁰C.	200N/mm2
260⁰C.	45N/mm2

Härte von PTFE

Messmethode	Wert
ASTMD 2240	D50-D60.
DIN 5345	(27-32) N/mm2

Reibungskoeffizient

Ein niedriger Reibungskoeffizient im Bereich von 0,05 bis 0,09. Er ist bei Raumtemperatur normalerweise konstant.

Der Reibungskoeffizient ändert sich jedoch in Abhängigkeit von den folgenden Faktoren:

Eine Erhöhung der Belastung eines Objekts, das auf der PTFE-Oberfläche gleitet, verringert den Reibungskoeffizienten.
Steigt mit zunehmender Geschwindigkeit des Gleitobjekts.

Verschleißeigenschaften

Dies hängt von der Oberfläche der Materialien ab, auf denen PTFE gleitet, sowie von der Gleitgeschwindigkeit und der Materiallast. Normalerweise weist PTFE dadurch eine sehr geringe Verschleißfestigkeit auf und ist daher nur für leichtere Lasten geeignet, nicht jedoch für schwere Lasten.

Physikalische Eigenschaften

Zu den wichtigsten physikalischen Eigenschaften gehören:

03% maximale Wasseraufnahme
36 bis 0,91 g/cm³ scheinbare Schüttdichte
01 bis 0,058 lineare Schrumpfung

Thermische Eigenschaften von PTFE

Thermische Stabilität

PTFE ist thermisch stabil.

Die Zersetzung durch Hitze beginnt bei Temperaturen über 400⁰C.

Übergangspunkte

Die Molekülstruktur von PTFE verändert sich bei Temperaturänderungen. Bei 19⁰C und 30⁰C-Kristallumwandlung stattfindet. Während bei der Temperatur 327⁰C, es kommt zum Verblassen der Kristallstruktur.

Wärmeausdehnung

Dieser schwankt bei unterschiedlichen Temperaturen und verändert sich auch relativ je nach Richtungsänderung.

Wärmeleitfähigkeit

PTFE ist aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit ein guter Isolierwerkstoff. Durch die Zugabe von Füllstoffen kann die Wärmeleitfähigkeit erhöht werden.

Spezifische Wärmekapazität

Der Wärmeinhalt steigt mit der Temperatur. Bei hoher Temperatur ist auch der Wärmeinhalt des PTFE-Materials hoch.

Elektrische Eigenschaften von PTFE

Durchschlagsfestigkeit

Die PTFE-Dicke ist direkt proportional zur Materialdicke. Ebenso nimmt sie mit zunehmender Frequenz ab.

Dielektrizitätskonstante und Verlustfaktor

Hat einen sehr niedrigen Verlustfaktor von 0,0001 bis 0,0003. Dieser bleibt bis zu Temperaturen von 300 °C konstant.⁰c und einer Frequenz von 109 Hz. PTFE hat eine Dielektrizitätskonstante von 2,1.

Lichtbogenfestigkeit

Lichtbogenfestigkeit ist die Fähigkeit eines Isolators, hoher Spannung standzuhalten, ohne dass sich entlang seiner Oberfläche ein leitender Pfad bildet. PTFE weist eine gute Beständigkeit von 300 Sekunden auf.

Corona-Effekt

Der Koronaeffekt ist die Ionisierung der Umgebungsluft eines Leiters, wodurch ein Glühen und ein Zischen entsteht. Der Koronaeffekt verursacht Erosionen auf der PTFE-Oberfläche.

Optische Eigenschaften von PTFE

Lichtwiderstand

Einige Testproben, die mehr als 20 Jahre lang dem Sonnenlicht ausgesetzt waren, zeigen keine Veränderung. Dies beweist, dass PTFE resistent gegen Zersetzung durch Sonnenlicht ist.

Strahlungsbeständigkeit

Es weist eine geringe Strahlenbeständigkeit auf, da es sich bei Einwirkung hochintensiver Strahlung zersetzt.

Weitere PTFE-Materialeigenschaften

Plastik-„Memory“

Wenn PTFE-Materialien verformt werden, können sie nach dem Erhitzen ihre ursprüngliche Form behalten. PTFE hat ein gutes plastisches Gedächtnis.

Gasdurchlässigkeit von PTFE

Dies ist die Fähigkeit von Gas, durch ein Material zu diffundieren, wenn der Druck zwischen beiden Seiten unterschiedlich ist. Die Gasdurchlässigkeit von PTFE hängt von der Dicke, dem Druck zwischen beiden Seiten und den Verarbeitungstechniken des PTFE-Materials ab.

Beständig gegen Korrosion durch Chemikalien

PTFE wird von den meisten bekannten Verbindungen und Elementen nicht beeinflusst. Es wird beeinflusst durch:

Alkalimetalle im elementaren Zustand
Chlortrifluorid

Lösungsmittelbeständigkeit

Es kann sich in den meisten Lösungsmitteln nicht auflösen, außer in hochfluorierten Ölen bei Temperaturen über 300⁰C

Wie Additive und Füllstoffe die PTFE-Materialeigenschaften beeinflussen

Glasfaser

Reduziert die Kriechgeschwindigkeit, also die Verformung unter Druck und Zeit. Glasfaser macht PTFE zudem verschleißfest, chemisch beständig und für höhere Flächenpressungen geeignet. Wird zur Herstellung von Ringen, Buchsen, Gewindeverbindungen usw. verwendet.

Zugabe von Kohlenstoff

Kohlenstoff sollte entweder in Pulverform oder als Faser verwendet werden. Er verringert die Kriechgeschwindigkeit, führt zu einer Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit und verbessert die Druckfestigkeit.

Darüber hinaus macht es PTFE verschleißfester und elektrisch leitfähiger.

Kohlenstoff kombiniert mit Graphit

Reduziert den PTFE-Verschleiß durch den niedrigen Reibungskoeffizienten. Im Idealfall sorgt es für eine „perfekte“ Schmierung.

Bronzegefüllte PTFE-Verbindung

Führt zu einer Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit
Verbessert die elektrische Leitfähigkeit
Macht es druckbeständiger
Es verbessert die Kriechfestigkeit

Es hat einen hohen Reibungswiderstand, der durch die Zugabe von MoS reduziert werden kann₂.

Zu den Nachteilen zählen eine mögliche Oxidation sowie eine geringe chemische Beständigkeit.

Molybdän (MoS₂)

Molybdän hat eine Schmierwirkung und verleiht dem Material reibungsmindernde Eigenschaften.

Calciumfluorid (CaF₂)

Wird als Alternative zu Glasfaser verwendet, wenn Glas aufgrund seiner chemischen Beständigkeit nicht geeignet ist. Es wird bei der Herstellung von Dichtungen und elektronischen Anwendungen verwendet.

Glimmer

Glimmer sorgt dafür, dass sich PTFE weniger ausdehnt und schrumpft. Dennoch verfügt Glimmer über eingeschränkte mechanische Eigenschaften. Dies kommt vor allem in der Kompressionstechnik zum Einsatz.

Ökonol

Ekonol verbessert die Funktionsfähigkeit von PTFE bei höheren Temperaturen und macht es zudem verschleißfester und verschleißfester gegenüber Stahlgegenmaterial. Dadurch eignet sich PTFE für Rotationsanwendungen, Lebensmittelanwendungen und Anwendungen mit weichen Gegenmaterialien.

Wollastonit

Wollastonit hat ähnliche Eigenschaften wie Glasfaser, ist jedoch lebensmittelecht und zudem weniger abrasiv.

Abschluss

Wie Sie sehen, machen die hervorragenden Eigenschaften PTFE zur perfekten Wahl für viele Anwendungen. Das Beste daran: Sie können PTFE auch modifizieren, um optimale Eigenschaften für alle Anwendungsanforderungen zu erzielen.

Kontaktieren Sie uns jetzt für alle Ihre PTFE-Stäbe, PTFE-Platten oder reines PTFE.

Weitere Ressourcen:

Polytetrafluorethylen – Quelle: Science Direct

PTFE-Anwendungen – Quelle: Hansa

PTFE – Quelle: Wikipedia

PTFE-Herstellungsprozess – Quelle: Hansa