Il PTFE è un materiale unico con atomi di fluoro e carbonio. Generalmente, il materiale è idrofobo, non appiccicoso, non reattivo, ha un'elevata densità ed è resistente alle alte temperature.
Ciò lo rende una scelta perfetta per molte applicazioni
Proprietà meccaniche del PTFE
Proprietà di trazione e compressione.
Varia da un minimo di 10 MPa fino a un massimo di 35-40 MPa. Dipende dal materiale di riempimento utilizzato, dai parametri di stampaggio e anche dalla qualità della resina di base.
Flessibilità
Il modulo di flessione varia a seconda delle diverse temperature ambientali, come mostrato di seguito.
| Temperatura | Modulo di flessione |
| (20-22)0C. | (350-650)N/mm2 |
| -800C. | 2000 N/mm2 |
| 1000C. | 200 N/mm2 |
| 2600C. | 45 N/mm2 |
Durezza del PTFE
| Metodo di misurazione | Valore |
| ASTMD 2240 | D50-D60. |
| DIN 5345 | (27-32) N/mm2 |
Coefficiente di attrito
Un basso coefficiente di attrito, compreso tra 0,05 e 0,09. Solitamente è costante a temperatura ambiente.
Tuttavia il coefficiente di attrito cambia in base ai seguenti fattori:
- Aumentando il carico di un oggetto che scivola sulla superficie del PTFE, il coefficiente di attrito diminuisce.
- Aumenta con l'aumentare della velocità dell'oggetto in planata.
Proprietà di usura
Questo dipende dalla superficie dei materiali che scorrono sul PTFE, dalla velocità di scorrimento e dal carico dei materiali. Di solito, questo rende il PTFE molto poco resistente all'usura, rendendolo quindi adatto solo per carichi leggeri ma non per carichi pesanti.
Proprietà fisiche
Le principali proprietà fisiche includono:
- 03% assorbimento massimo dell'acqua
- Densità apparente apparente da 36 a 0,91 g/cc
- 01 a 0,058 restringimento lineare
Proprietà termiche del PTFE
Stabilità termica
Il PTFE è termicamente stabile.
La sua decomposizione tramite calore inizia a verificarsi a temperature superiori a 4000C.
Punti di transizione
La struttura molecolare del PTFE cambia in base alla variazione di temperatura. A 190C e 300Avviene la trasformazione del cristallo di C. Mentre alla temperatura di 3270C, si verifica uno sbiadimento della struttura cristallina.
Espansione termica
Questo varia a seconda della temperatura e cambia anche relativamente in base ai cambi di direzione.
Conduttività termica
La bassa conduttività termica rende il PTFE un buon materiale isolante. Questa può essere aumentata aggiungendo riempitivi.
Calore specifico
Il contenuto termico aumenta con la temperatura. Quando la temperatura è elevata, il contenuto termico del PTFE aumenta.
Proprietà elettriche del PTFE
Rigidità dielettrica
Lo spessore del PTFE è direttamente proporzionale allo spessore del materiale. Analogamente, diminuisce anche con l'aumentare della frequenza.
Costante dielettrica e fattore di dissipazione
Ha un fattore di dissipazione molto basso, compreso tra 0,0001 e 0,0003. Questo rimane costante fino a temperature di 3000c e una frequenza di 109 Hz. Il PTFE ha una costante dielettrica di 2,1.
Resistenza all'arco
La resistenza all'arco è la capacità di un isolante di resistere ad alta tensione senza formare un percorso conduttivo lungo la sua superficie. Il PTFE ha una buona resistenza di 300 secondi.
Effetto Corona
L'effetto corona è la ionizzazione dell'aria circostante un conduttore, che produce un bagliore e un sibilo. L'effetto corona provoca erosioni sulla superficie del PTFE.
Proprietà ottiche del PTFE
Resistenza alla luce
Alcuni campioni di prova, esposti a oltre 20 anni di luce solare, non mostrano alcun cambiamento. Ciò dimostra che il PTFE è resistente alla decomposizione causata dalla luce solare.
Resistenza alle radiazioni
Ha una scarsa resistenza alle radiazioni. Ciò è dovuto alla sua decomposizione quando esposto a radiazioni ad alta intensità.
Altre proprietà del materiale PTFE
“Memoria” di plastica
I materiali in PTFE, una volta deformati, mantengono la loro forma originale anche dopo essere stati riscaldati. Il PTFE ha una buona memoria plastica.
Permeabilità ai gas del PTFE
Questa è la capacità del gas di diffondersi attraverso un materiale quando la pressione tra le due superfici è diversa. La permeabilità ai gas del PTFE dipende dallo spessore, dalla pressione tra le due superfici e dalle tecniche di lavorazione del materiale PTFE.
Resistente alla corrosione chimica
Il PTFE non è influenzato dalla maggior parte dei composti e degli elementi noti. È influenzato da:
- Metalli alcalini allo stato elementare
- trifluoruro di cloro
Resistenza ai solventi
Non può dissolversi nella maggior parte dei solventi, ad eccezione degli oli altamente fluorurati a temperature superiori a 3000C
Come gli additivi e i riempitivi influenzano le proprietà del materiale PTFE
Fibra di vetro
Riduce la velocità di creep, ovvero la deformazione causata da pressione e tempo. La fibra di vetro rende inoltre il PTFE resistente all'usura, agli agenti chimici e adatto a pressioni superficiali più elevate. Utilizzato per la realizzazione di anelli, boccole, raccordi filettati, ecc.
Aggiunta di carbonio
Il carbonio dovrebbe essere utilizzato in polvere o in fibra. Riduce la velocità di scorrimento, aumenta la conduttività termica e migliora la resistenza alla compressione.
Inoltre, rende il PTFE più resistente all'usura e più conduttivo elettricamente.
Carbonio combinato con grafite
Riduce l'usura del PTFE grazie al basso coefficiente di attrito. Idealmente, fornisce una lubrificazione "perfetta".
Composto PTFE caricato bronzo
- Risulta in un aumento della conduttività termica
- Migliora la conduttività elettrica
- Lo rende più resistente alla pressione
- Migliora le proprietà di resistenza allo scorrimento
Ha un'elevata resistenza all'attrito che può essere ridotta con l'aggiunta di MoS2.
Tra gli svantaggi rientra la possibile ossidazione, a cui si aggiunge la scarsa resistenza chimica.
Molibdeno (MoS2)
Il molibdeno ha un effetto lubrificante che conferisce al materiale proprietà antiattrito.
Fluoruro di calcio (CaF2)
Utilizzato come alternativa alla fibra di vetro se quest'ultima non è adatta a causa della sua resistenza chimica. Viene utilizzato nella produzione di guarnizioni e nella realizzazione di applicazioni elettroniche.
Mica
La mica garantisce che il PTFE si espanda e si restringa meno. Tuttavia, la mica ha proprietà meccaniche limitate. Questo è applicabile principalmente alle tecniche di compressione.
Ekonol
Ekonol migliora la resistenza del PTFE alle alte temperature, lo rende resistente all'usura e lo rende resistente all'usura del materiale di contatto in acciaio. Questo rende il PTFE adatto per applicazioni rotanti, alimentari e con materiali di contatto morbidi.
Wollastonite
La wollastonite ha proprietà simili alla fibra di vetro, ma è adatta al contatto con gli alimenti ed è anche meno abrasiva.
Conclusione
Come potete vedere, le proprietà superiori rendono il PTFE la scelta perfetta per numerose applicazioni. Il bello è che è possibile modificarlo per ottenere proprietà superiori adatte a qualsiasi esigenza applicativa.
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Ulteriori risorse:
Politetrafluoroetilene – Fonte: Science Direct
Applicazioni PTFE – Fonte: Hansa
PTFE – Fonte: Wikipedia
Processo di produzione del PTFE – Fonte: Hansa
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