Vad är PTFE-material – den ultimata guiden

PTFE är en mångsidig fluorpolymer som kan användas i olika branscher på grund av dess högpresterande karaktär. Det är en kombination av fluor och kolatomer.

Några andra namn på detta material:

1. Teflon
2. Polytetrafluoreten

Nyckelelement i polytetrafluoreten

Polytetrafluoreten är gjord av unika huvudelement. Nedan följer några detaljer:

Molekylär eller kemisk struktur av PTFE.

Teflons molekylära struktur [CF₂-CF₂]n kan jämföras med PE eller polyeten. Den största skillnaden mellan de två har att göra med att alla väteatomer ersätts med fluor.

Obligation

Teflonmolekyler består av CF- och CC-bindningar. Dessa bindningsenergier är 4,6-5,0 respektive 3,3 eV. Andra element i teflon inkluderar vatten, fluorvätesyra, kloroform och flusspat.

Mer resurser:

• PTFE – Källa: Wikipedia
• Polytetrafluoreten – Källa: Science Direct

PTFE historia

Roy J. Plunkett år 1938 upptäckte av en slump Teflon. Detta hände när han försökte göra nya köldmedierelaterade gaser. Plunkett mätte flaskan för att vara säker på hur mycket gas den förbrukade.

Men hans intresse nådde sin topp för viktens ursprung. Så han delade flaskan i två delar.

Han såg en vit substans som var vaxartad i flaskan som också var ganska hal. Med ytterligare analys gjord fick han veta att det var polymeriserad perfluoretylen.

År 1941 patenterades materialet av Kinetic Chemicals. De patenterade det som en ny typ av fluorerad plast. Sedan registrerades det senare under året 1945 som Teflon-varumärket.

Eftersom Marc Gregoire, en fransk ingenjör, redan använde detta material på sin fiskeutrustning, bestämde han sig för att prova det på sin frus (Colette Gregoire) köksredskap. Detta var år 1954. Marc utvecklade sedan den allra första PTFE-belagda, nonstick kokkärlen under varumärket Tefal.

Det var fram till år 1961 i USA som Marion A. Trozzolo den allra första non-stick-kokkärlen. Sedan 1961 har non-stick pannor blivit mycket kända över hela världen. Nu kan de hittas i miljontals hem med olika märkesnamn.

Fördelar med polytetrafluoreten

Det finns många anledningar till varför du bör överväga Teflon för dina applikationer:

 

• Hög kemikalieresistens
• Goda dielektriska egenskaper.
• En bred temperatur på -400°F till 400°F.
• Det är non-stick.
• Den har låg friktionskoefficient
• Bra elektrisk isolator eller isoleringsfunktioner.
• Uppfyller livsmedelskvalitet.
• Mycket motståndskraftig mot slitage.
• Kan motstå väderpåverkan.
• Har inga problem med åldrande eller sprödhet
• Bra korrosionsskyddsegenskaper.
• Höga flambeständiga egenskaper.
• Bra termisk stabilitet.

Begränsningar av PTFE

Konventionell polytetrafluoreten kommer med vissa begränsningar när det gäller dess användning. Att känna till dessa begränsningar kommer att hjälpa dig att veta hur materialet.

Några av dem inkluderar:

• Med tanke på att PTFE är naturligt non-stick, är det ganska svårt att binda.
• Det är frätande och mycket benäget för ångor som är giftiga.
• Nötnings- och krypkänslighet.
• Den har låg strålningsmotstånd.

PTFE-materialegenskaper

För närvarande är Teflon ett av få tekniska material med överlägsna mekaniska, fysikaliska och kemiska egenskaper.

Så även när du väljer PTFE-material är det viktigt att tänka på följande:

Mekaniska egenskaper

• 50 MPa dragmodul
• 300% – 550% Förlängning vid brytning
• Friktionskoefficient 0,300
• 0 max hårdhet Rockwell R
• 2 MPa Flexural Yield Strength

Fysiska egenskaper

• Det är naturligtvis ett mjukt material.
• Fyllmedel kan tillsättas för att säkerställa att dess hårdhet ökar.
• Teflon som är ofyllt absorberar inte vatten. Men när den är fylld kan den absorbera lite fukt. 0,100% vattenabsorptionsprocent.
• Teflon kommer med en densitet inom 2,1 till 2,3 g/cm³
• Smälthastighet inom 1 till 10 GPa varje sekund.
• 18 Dynes/g ytenergi

Kemiska egenskaper

• Bra kemiskt inerta egenskaper.
• Den har bra temperaturbeständiga egenskaper.
• Bra värmebeständighet.

Termiska egenskaper

• Teflon har en förhöjd termisk stabilitet under 440°C som kommer utan tydlig nedbrytning.
• Smälttemperatur från 317 – 337°C
• Dess smältpunkt är 327°C.

Elektriska egenskaper

• Idealisk för elektrisk isolering.
• Dielektrisk hållfasthet -19,7 KV/mm
• Dess dielektriska konstant är 2,0

Mer resurser:

• PTFE-egenskaper – Källa: HANSA
• PTFE temperaturområde – Källa: HANSA

PTFE tillverkningsprocess

 

Processen att tillverka teflon är mycket enkel när rätt information erhålls. Nedan följer en steg-för-steg-guide om denna process:

Steg 1 – Skaffa råvaror

För att PTFE-tillverkning ska börja eller starta behöver du flusspat, vatten, kloroform och fluorvätesyra.

Steg 2 – Uppvärmning av råmaterial

Samla alla råvaror och värm under pyrolys vid högre temperaturer. Slutresultatet är mestadels i gasform och omvandlas sedan till vätska. Detta sker under mycket högt tryck i temperaturer som är låga.

Steg 3 – Fyll reaktionskammaren

Fyll reaktionskammarna med rent vatten och initiatorkemikalier. Tillsätt också vätskan som erhålls från uppvärmning av råmaterial i kammaren. Omedelbart möter flytande teflon initiatorn, polymerisationen börjar och fasta korn bildas. Dessa korn stannar på vattenytan.

Steg 4 – Tömning av vatten

Med den idealiska Teflonvikten som uppnås kommer polymerisationsprocessen att stoppa av sig själv. När det stannar börjar vatten rinna ut från reaktionskammaren.

Steg 5 – Torkning och Pulverisering av teflon

Resten av teflonkornen görs torra och pulveriseras sedan med en kvarn.

Steg 7 – PTFE bildas

För att uppnå perfekt torkning kan en ugn användas. Över 360°C uppvärmning krävs för att säkerställa att Teflon görs till unika former. Att använda en ugn är det bästa för att få perfekta torkresultat. Under denna tid blir det som en gel och man får i sig teflon.

Mer resurser:

• Tillverkar PTFE – Källa: HANSA
• Hur tillverkas teflon – Källa: HPM

PTFE-bearbetning och tillverkning

Det finns så många sätt att omvandla PTFE-material till användbara produkter. Det bästa är att bearbetning av PTFE är mycket lätt.

Till exempel inkluderar vissa bearbetnings- och tillverkningsformer:

Skärning av PTFE – stansning, stansning, borrning etc.

Går med i PTFE – svetsning av PTFE-material, använd fästelement, bockning etc.

Formningsprocess – formpressning PTFE är ett populärt sätt att tillverka många delar.

Kom ihåg att formsprutning av PTFE är praktiskt taget omöjligt. Detta eftersom det knappast kommer att flyta över smältningen. Därför kommer det att kräva speciell bearbetningsteknik.

Utöver dessa är CNC-bearbetning av PTFE en populär bearbetningsteknik. Du kan göra många anpassade PTFE-delar. Bland nyckelprocesserna inom CNC-bearbetning är:

• CNC fräsning PTFE
• CNC-svarvning av PTFE
• CNC-borrning PTFE

Återigen, även när du bearbetar PFTE, måste du vara uppmärksam på följande nyckelvariabler:

• Att uppnå snäva toleranser kan vara besvärligt på grund av stresskrypningen. En annan variabel som kan göra detta svårt att uppnå är den höga expansionskoefficienten.
• Den mjuka naturen ökar möjligheten till verktygsprat.
• Extremt tryck kan orsaka deformation av PTFE-delen
• Hög värme som genereras under bearbetningsprocessen gör det svårt att göra obalanserade sektioner

I allmänhet är ett hårdmetallverktyg lämpligt för PTFE-bearbetning.

Fler resurser:

• Formpressning PTFE – Källa: PTi
• Bearbetning av teflon – Källa: WayKen

Förbättrad eller förstärkt PTFE

Förstärkt teflon är viktigt eftersom det hjälper till att bilda barriärfilmer. Dessa barriärfilmer gör det svårt för material att fastna på belagda tyger. Den kommer med mycket stabila egenskaper för hållbarhet och är också prisvärd.

Anledningar till att fyllmedel läggs till PTFE

• Fyllmedel hjälper till att förbättra temperaturegenskaperna hos PTFE.
• Dess kemiska egenskaper kommer att baseras på vilken typ av fyllmedel som används.
• PTFE-porositeten (elektriska egenskaper) förbättras med dessa tillsatser.
• Det förbättrar krypmotståndet.

Olika kvaliteter/fyllnadstyper av PTFE

Vid förstärkning av teflon är användningen av glasfibrer mycket känd. Förutom glasfibrer som används för att förstärka PTFE, finns det olika kvaliteter av teflon med Virgin PTFE som står högt.

Inverkan som de olika fyllmedlen har på PTFE-material

Virgin PTFE

Denna kvalitet är en som kommer utan fyllmedel. Så det är teflon utan fyllmedel. Några av dess unika egenskaper inkluderar:

• Mycket säker och hygienisk.
• Dess kemikaliebeständighet är god.
• Kommer med de bästa elektriska egenskaperna.
• Goda böjegenskaper.
• Har exceptionell termisk stabilitet.

Några av dess unika applikationer är packningar, kontakt & medicin, mat, bälgar, användningsområden för mänsklig konsumtion, etc.

Glasfiberfylld PTFE

När glas läggs till PTFE blir det mer hållbart och starkare. Det minskar också dess flexibilitet och dess tendenser att krypa. Några unika egenskaper den har inkluderar:

• Har mycket hög tryckhållfasthet.
• God kemikaliebeständighet.
• Förbättrad motståndskraft mot slitage under belastning.
• Denna typ av PTFE är mycket slitande än ny PTFE är.

Vissa applikationer under denna klass inkluderar brolagerkuddar, rörstödsdynor, kulventildelar, etc.

Kolfylld PTFE

Kol när det tillsätts till PTFE förbättrar dess tryckhållfasthet. Detta gör PTFE mycket motståndskraftig mot slitage. Det minskar också deformation.

• Har mycket hög tryckhållfasthet.
• Har hög kemikalieresistensnivå.

Några av dess applikationer är luftkompressorryttare och kolvringar.

Grafitfylld PTFE

När det tillsätts till PTFE ger grafit mycket liknande fördelar som kol gör. Grafitfylld teflon kommer dock inte att ha den höga nivån av slitstyrka.

• Förbättrat friktionsmotstånd.
• Bättre elektrisk ledningsförmåga.

Kan användas som axlar, lager etc.

Bronsfylld PTFE

Tillsatsen av brons till teflon ger dessa fördelar:

• Förbättrad motståndskraftig mot slitage
• Bättre värmeledningsförmåga genereras.
• Det blir mer trycktåligt.
• Den kan motstå krypning mer.
• Bra värmeledningsförmåga.

Några vanliga tillämpningar av denna typ av PTFE inkluderar bussningar, lager, kolvringar, etc.

Rostfritt stål fylld teflon

När rostfritt stål läggs till PTFE, förbättrar det dess egenskaper på följande sätt:

• Hög motståndskraft mot slitage
• Har bättre kemikaliebeständighet jämfört med bronsfyllda typer.

De används för att tillverka delar eller komponenter som används i ångmiljöer.

Kalciumfyllmedel Teflon

Kalciumfluorid är bäst att lägga till Teflon när dess applicering kräver att den kommer i kontakt med kemikalier som starka alkalier och fluorvätesyra. De används mest för elektroniska eller elektriska applikationer, bilapplikationer, etc.

MoS₂ Fylld teflon

Detta fyllmedel används för att förbättra Teflons antifriktionsegenskaper eftersom det kommer med en smörjande effekt. Den används även med brons och glas. Andra fyllmedel som du hittar tillsatta till PTFE inkluderar polyimid, glimmer, aluminiumoxid, etc.

Former PTFE Material finns

Du kan få PTFE-material i många former och konfigurationer beroende på dina unika krav och specifikationer.

PTFE-ark

 

Dessa lakan finns i olika storlekar. Så baserat på dina behov kan du välja mellan storlekarna 8 mm till 50 mm i tjocklek. De är platta till utseendet och tunna. Men deras bredd kan också bearbetas utifrån dina behov.

PTFE-stänger

Dessa stavar är runda och långa. De finns i olika storlekar. Det betyder att du måste köpa baserat på dina behov. Du hittar dem med en tjocklek från 4 mm till 120 mm i diameter. Dessutom kan längderna skilja sig åt.

PTFE-pulver

Teflonpulver kommer oftast i olika färger med vitt som den mest dominerande. Den säljs i unika förpackningar med olika kvantiteter.

PTFE dispersioner

Teflon dispersioner är utformade för att släppa beläggningar och för mediaimpregnering. De är mest gjorda för att komma i form av vätska.

PTFE tyg/PTFE-förpackning

 

PTFE-tyger är mestadels designade för att komma i olika tjockleksnivåer, med eller utan självhäftande baksida, spröda eller släta ytor, olika färger, etc.

De är flätade av PTFE-filament som bildar starka och hållbara tätningsmedel.

Jämföra PTFE med andra material

PFA Material vs PTFE

Egenskaper	PFA	PTFE
Syntetiska namn	Perfluoralkoxi	Polytetrafluoreten
Varumärken	Teflon PFA	Teflon
Smältpunkt	575 – 590 °F / 300 – 310 °C	327°C
Draghållfasthet	4060 – 4500 psi	1 500 – 3 000 psi
Vädermotstånd	Excellent	Excellent
Ansökningar	Används inte mer inom kokkärlsindustrin inom beläggningsområdet. Vissa applikationer inkluderar värmeväxlare, medicinska PFA-slangar, trumfoder, etc.	Mycket känd inom kokkärlsindustrin på grund av dess användning vid beläggning av grytor eller kastruller, etc. Andra applikationer inkluderar tätningar, pumpdelar, etc.
Strukturera	Två kolatomer bundna som en genom syreatomer, med alla kolatomer helt fluorerade.	Endast fluor och kolatomer

 

ETFE vs PTFE-material

Egenskaper	ETFE	PTFE
Syntetiska namn	Etylentetrafluoretylen	Polytetrafluoreten
Strukturera	Tillverkad av fluor, kol och väte.	Tillverkad av fluor och kolatomer.
Ansökningar	Används mer vid konstruktion av ramkonstruktioner.	Används för kabel- och 5G-applikationer.
Smältpunkt	225 – 270 °C	327°C
Draghållfasthet	5500 – 7000 psi	1 500 – 3 000 psi

 

FEP vs PTFE-material

Egenskaper	FEP	PTFE
Syntetiskt namn	Fluorerad etenpropensampolymer	Polytetrafluoreten
Smältpunkt	Ganska högt	Ganska lågt (ca 40° lägre)
Förlustfaktorer	Över 6 gånger högre jämfört med PTFE	Ganska lågt
Flexibilitet	Ganska smidigt	Ganska låg i flexibilitet
Ansökningar	Vissa beläggningsapplikationer som har att göra med tvättmedelsexponering osv.	Idealisk vid tillverkning eller tillverkning av rör och behållare., etc.

 

PTFE materialkvaliteter

Förutom att fylla PTFE finns materialet i olika kvaliteter beroende på specifika användarkrav. Du kan välja:

PTFE-material av livsmedelskvalitet

PTFE material är FDA livsmedelsklassade klagomål eller godkänt. Så den kan användas för att belägga matlagningsredskap, livsmedelsbearbetning och mer. Dess låga friktionskoefficient gör den perfekt för andra applikationer som bussning, lager, etc.

PTFE-material av mekanisk kvalitet

Det är sant att detta material inte har egenskaper som kan passera ny PTFE. Den har dock en friktionskoefficient som är ganska låg. Detta gör den idealisk för högpresterande komponenter, mekaniska delar etc.

PTFE-beläggningsmaterial

Teflonbeläggningsmaterial tål lätt hårda kemikalier och höga temperaturer. Dess industriella beläggningar kommer med mycket höga driftstemperaturer (260°C) och även en mycket låg friktionskoefficient.

PTFE kompositmaterial

Några av dess egenskaper du behöver notera är nedan:

• Kemiskt resistent.
• Självsmörjande.
• Absorberar fukt.
• Termisk stabilitet.
• Hög mekanisk styrka.
• Motstår kontaminering.
• Elektrisk isolering

Expanderat PTFE-packningsmaterial

Expanderat PTFE-material har unika egenskaper som gör det till ett perfekt val för många applikationskrav.

Några unika funktioner inkluderar:

• ePTFE packningsmaterial är mycket mjukt och flexibelt jämfört med PTFE arkpackningar. Så den anpassar sig lätt till grova och oregelbundna ytor.
• Detta material är lätt att komprimera. På grund av det reduceras lätt krypning och kallflöde.
• Du kan hitta expanderad PTFE även på rullar som fogtätningsmedel.
• God kemikaliebeständighet.
• Kan arbeta till +260°C.
• Är inte frätande, vätande och är luktfri.

Användning av polytetrafluoretenmaterial

PTFE isolering

Används här för att tillverka isolatorkablar, ledningar etc. Detta beror på dess egenskaper att klara de högsta temperaturnivåerna, god dielektrisk hållfasthet och även motstå kemikalier.

PTFE packning

Dessa packningar ger bra värmeisolering när de används och kan motstå frätande eller skadliga kemikalier. De används i utrustning som hanterar kemikalier såväl som petrokemikalier.

Rör och kopplingar av PTFE

Dessa är idealiska för tillverkning av kompressorringar, bussningar och mer. Detta beror på att de är kemiskt inerta, stabila, har hög dielektrisk hållfasthet, har det idealiska temperaturområdet på upp till +260°C.

PTFE-lager

Lager finns i olika typer som glidlager, hylslager, kullager, lagerdyna, linjära lager, axiallager, etc. Dessa lager används mer i applikationer som har hög belastning och begränsade hastigheter. Det som är bra med dessa lager har att göra med att de inte har några underhållsegenskaper.

PTFE tätningar

Dessa är huvudsakligen tätningsmedel. Vissa applikationer som kräver användning av dessa tätningar är kompressorer, mekaniska tätningar, oljefältsutrustning, bromssystem, flygmotorer etc. Det finns axeltätning, tätningsring, oljetätning, tätningstejp, etc.

Kökskärl av PTFE

Non-stick kokkärl som kastruller, stekpannor och andra är oftast belagda med PTFE. Detta görs för att förhindra att maten som tillagas fastnar i pannan. Det hjälper också till att göra matlagningen mycket enkel. Det är FDA-godkänt och säkert.

PTFE smörjmedel

Det är ett unikt filmsmörjmedel som används som fett eller oljor som används för att minska friktionen mellan två ytor. De används för att belägga föremål som köksredskap också och används för att smörja lås, gångjärn, slider, etc. Det är också känt som PTFE-smörjmedel.

PTFE-ventiler

På grund av de goda egenskaperna hos PTFE är dess användning vid tillverkning av industriella ventiler känd. Den tål frätande kemikalier och är kemiskt inert. Du hittar på marknaden kemiska backventiler, kulventiler, ventilsäten, reglerventiler, membranventiler, PTFE-fodrade vridspjällsventiler, etc.

PTFE maskindelar

Dessa delar används mest för industriella ändamål. De kommer oftast med olika komponenter som används för att uppnå specifika behov inom tillverkningsvärlden. Några av dessa delar inkluderar ventiler, ventilsäten, dippers, ventilhus, bussningar, etc.

Styrring av PTFE

Denna komponent är utformad för att säkerställa att metall till metallkontakt mellan cylindrar och kolv inte sker under hela glidprocessen. De är väldigt lätta att sätta ihop och tåliga att bära.

PTFE O-ring

När PTFE används i O-ringar visar de upp några mycket exceptionella egenskaper som att kunna motstå alla kemikalier och vätskor upp till +260°C. Dessa komponenter används mest inom läkemedels-, kemi- och medicinteknisk industri.

Andra relaterade produkter inkluderar PTFE-bricka,

PTFE bussningar

Dessa bussningar används i olika applikationer som axellager, ventilsäten, pumphus, packningar, etc. De är perfekta för applikationer inom den kemiska industrin och andra industrier där de bästa korrosionsbeständiga egenskaperna behövs.

PTFE PCB-material

PCB-material tillverkade med PTFE-beläggningar eller material är mycket vanliga när det gäller PCB-laminatmaterial. Detta beror på dess förmåga att erbjuda konstanta dielektriska egenskaper. Det är också känt som PTFE-kretskort.

Takmaterial av PTFE

Även känt som PTFE-belagt membran, är detta material ett vävt glasfibermembran med hög hållbarhet, väderbeständigt och mycket hållbart för takändamål.

PTFE-tejpmaterial

Denna tejp är unik och mångsidig. Den används för att täta gas, vatten och luft för att säkerställa att de inte läcker genom sina gängade anslutningar. Detta behövs mer på linjer med högt tryck. Det finns vissa typer av PTFE-tejper som också är utformade för att möta specifika behov.

Olika industrier som använder PTFE-material

Olika industrier runt om i världen använder sig av PTFE-material i sina olika former för att uppnå bästa resultat i sina olika produktionsarbeten. Vissa branscher där PTFE-tillämpningar frodas inkluderar:

• Datorindustrin – används för att göra spelmöss.
• Flygindustrin – idealisk för växlar, bussningar, tätningar, etc.
• Industriell industri – finns i utomhusplagg, packningar, smörjmedel.
• Kokkärlsindustrin – används för att belägga non-stick grytor och kastruller.
• Klädindustri – Används för att tillverka kläder.
• Medicinsk industri – För tillverkning av urinuppsamlingsutrustning eller -anordningar, filtreringsmembran för att leverera läkemedel, rör, tees, distanser, etc.
• Säkerhetsindustri – används för brandbekämpningsutrustning.
• Konsumentartiklar industri – Gitarrsträngar.
• Byggindustri – isolatorer, elinstallation, glidslag, lastlager m.m.
• Kemisk industri – ventiler, rör, slangar, o-ringar, etc.

Snabba vanliga frågor

1. Är PTFE teflon?

Ja. De är likadana. Teflon är varumärket för PTFE.

2. Är PTFE godkänt av FDA?

Ja. Virgin Polytetrafluoroethylene är godkänd av Food and Drugs Authority – FDA.

3. Är PTFE plast eller gummi?

Det är varken plast eller gummi.

4. Hur jämförs PTFE och PVC?

Även om båda materialen har de bästa slitstarka och hållbara egenskaperna, har PTFE en längre livslängd och kan behålla sin färg och prestanda mer.

Slutsats

PTFE-materialets egenskap av att vara non-stick och lättbearbetbart gör det till ett av de kända materialen som används i olika applikationer.

När det gäller dess begränsningar kan lägga till fyllmedel reda ut de flesta av dem. Det betyder att du kan dra nytta av dess användning på många sätt.

För alla dina PTFE-material, kontakta oss nu.