PTFEの特性とは - 究極のガイド

PTFEは、フッ素原子と炭素原子を含む特殊な材料です。通常、この材料は疎水性、非粘着性、非反応性、高密度、耐高温性を備えています。

これにより、多くのアプリケーションに最適な選択肢となります

PTFEの機械的特性

引張特性および圧縮特性。

圧力は10MPaから35～40MPaまでの範囲で変化します。これは、使用する充填剤、成形条件、そしてベース樹脂の品質によって異なります。

柔軟性

曲げ弾性率は、下図に示すように温度環境によって異なります。

温度	曲げ弾性率
(20-22)⁰C.	(350-650)N/mm2
-80⁰C.	2000N/mm2
100⁰C.	200N/mm2
260⁰C.	45N/mm2

PTFEの硬度

測定方法	価値
ASTMD 2240	D50～D60。
DIN 5345	(27-32) N/mm2

摩擦係数

摩擦係数は0.05～0.09と低く、通常は室温で一定です。

ただし、摩擦係数は次の要因によって変化します。

PTFE の表面を滑る物体の荷重が増加すると、摩擦係数は減少します。
滑空物体の速度が上昇すると増加します。

摩耗特性

これは、PTFEと摺動する材料の表面積、摺動速度、および材料の荷重に依存します。通常、PTFEの耐摩耗性は非常に低くなり、軽い荷重には適していますが、重い荷重には適していません。

物理的特性

主な物理的特性は次のとおりです。

03%最大吸水量
見かけ嵩密度36～0.91 g/cc
01～0.058の線収縮率

PTFEの熱特性

熱安定性

PTFE は熱的に安定しています。

熱分解は400℃以上の温度で始まります。⁰C.

遷移ポイント

PTFEの分子構造は温度変化に応じて変化します。19⁰Cと30⁰C結晶転移が起こる。一方、327℃では⁰C、結晶構造の退色がある。

熱膨張

これは温度によって変化し、方向の変化に応じて相対的に変化します。

熱伝導率

PTFEは熱伝導率が低いため、優れた断熱材として機能します。充填剤を添加することで、熱伝導率を高めることができます。

比熱

熱量は温度に応じて増加します。温度が高い場合、PTFE材料の熱量も高くなります。

PTFEの電気特性

絶縁強度

PTFEの厚さは材料の厚さに正比例します。同様に、周波数が増加すると厚さも減少します。

誘電率と誘電正接

誘電正接は0.0001～0.0003と非常に低く、300℃まで一定です。⁰c、周波数は109 Hzです。PTFEの誘電率は2.1です。

アーク耐性

耐アーク性は、絶縁体が表面に導電経路を形成することなく高電圧に耐える能力です。PTFEは300秒という優れた耐性を備えています。

コロナの影響

コロナ効果とは、導体周囲の空気が電離し、白熱灯とシューという音を発生させる現象です。コロナ効果はPTFE表面に侵食を引き起こします。

PTFEの光学特性

光の抵抗

いくつかの試験サンプルによると、20年以上日光にさらされても変化は見られませんでした。これはPTFEが日光による分解に耐性があることを証明しています。

放射線耐性

放射線耐性が低い。これは、高強度の放射線にさらされると分解してしまうためである。

その他のPTFE材料特性

プラスチックの「記憶」

PTFE素材は変形しても、加熱後も元の形状を維持できます。PTFEは優れた塑性記憶性を備えています。

PTFEのガス透過性

これは、両側の圧力が異なる場合に、ガスが材料を透過して拡散する能力です。PTFEのガス透過性は、厚さ、両側の圧力、およびPTFE材料の加工技術によって異なります。

化学薬品による腐食に耐性

PTFEは、既知の化合物や元素のほとんどには影響を受けません。ただし、以下のものには影響を受けます。

元素状態のアルカリ金属
三フッ化塩素

耐溶剤性

300℃以上の高フッ素油を除くほとんどの溶剤には溶けません。⁰C

添加剤と充填剤がPTFE材料特性に与える影響

ガラス繊維

圧力と時間経過に伴う変形であるクリープの速度を低減します。ガラス繊維はPTFEに耐摩耗性と耐薬品性を与え、高い面圧にも適しています。リング、ブッシング、ねじ接続部などの製造に使用されます。

炭素の添加

炭素は粉末または繊維状で使用する必要があります。炭素はクリープ速度を低下させ、熱伝導率を高め、圧縮強度を向上させます。

さらに、PTFE の耐摩耗性と導電性も向上します。

炭素とグラファイトの組み合わせ

低い摩擦係数によりPTFEの摩耗を軽減します。理想的には「完璧な」潤滑を提供します。

ブロンズ充填PTFEコンパウンド

熱伝導率の向上につながる
電気伝導性を向上させる
耐圧性を高める
耐クリープ性を向上させる

摩擦抵抗は高いが、MoSの添加により低減できる。₂.

欠点としては、酸化の可能性が挙げられます。また、耐薬品性も低いです。

モリブデン（MoS₂)

モリブデンには潤滑効果があり、材料に耐摩擦性を与えます。

フッ化カルシウム（CaF₂)

耐薬品性の問題でガラスが適さない場合、ガラス繊維の代替品として使用されます。ガスケットや電子機器の製造に使用されます。

雲母

マイカはPTFEの膨張と収縮を抑える効果があります。しかしながら、マイカの機械的特性には限界があり、主に圧縮成形に使用されます。

エコノル

Ekonolは、PTFEの高温性能を向上させるだけでなく、耐摩耗性も向上させ、鋼製カウンター材への耐摩耗性も向上させます。これにより、PTFEは回転用途、食品用途、そして軟質カウンター材を使用する用途にも適しています。

珪灰石

ウォラストナイトはガラス繊維と同様の特性を持っていますが、食品に適しており、研磨性も低くなります。

結論

ご覧のとおり、PTFEはその優れた特性から、多くの用途に最適な選択肢となっています。さらに素晴らしいのは、PTFEを改質することで、あらゆる用途の要件に合わせて優れた特性を得ることができることです。

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その他のリソース:

ポリテトラフルオロエチレン – 出典：サイエンスダイレクト

PTFEの用途 – 出典：ハンザ

PTFE – 出典: Wikipedia

PTFE製造プロセス – 出典：ハンザ