คุณสมบัติของ PTFE คืออะไร – คำแนะนำฉบับสมบูรณ์

PTFE เป็นวัสดุที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวซึ่งประกอบด้วยอะตอมฟลูออรีนและคาร์บอน โดยทั่วไปแล้ววัสดุนี้มีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ ไม่เหนียวเหนอะหนะ ไม่ทำปฏิกิริยา มีความหนาแน่นสูง และทนต่ออุณหภูมิสูง

ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบสำหรับการใช้งานหลายประเภท

คุณสมบัติเชิงกลของ PTFE

สมบัติแรงดึงและแรงอัด

มีตั้งแต่ต่ำเพียง 10Mpa ไปจนถึง 35-40Mpa ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับสารตัวเติมที่ใช้ พารามิเตอร์การขึ้นรูป และคุณภาพของเรซินพื้นฐานด้วย

ความยืดหยุ่น

โมดูลัสการดัดงอจะแตกต่างกันไปตามสภาพแวดล้อมอุณหภูมิที่แตกต่างกันดังแสดงด้านล่าง

อุณหภูมิ	โมดูลัสการดัดงอ
(20-22)⁰ซี.	(350-650)นิวตัน/มม2
-80⁰ซี.	2000นิวตัน/มม2
100⁰ซี.	200นิวตัน/มม2
260⁰ซี.	45นิวตัน/ตรม.2

ความแข็งของ PTFE

วิธีการวัด	ค่า
มาตรฐาน ASTM D2240	D50-D60.
ดิน 5345	(27-32) นิวตัน/มม2

ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน

ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำอยู่ระหว่าง 0.05 ถึง 0.09 โดยปกติจะคงที่ที่อุณหภูมิห้อง

อย่างไรก็ตามค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจะเปลี่ยนแปลงตามปัจจัยต่อไปนี้:

การเพิ่มภาระของวัตถุที่เลื่อนไปบนพื้นผิว PTFE จะทำให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานลดลง
เพิ่มขึ้นตามความเร็วของวัตถุที่เคลื่อนที่

คุณสมบัติการสึกหรอ

ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับพื้นผิวของวัสดุที่เลื่อนด้วย PTFE และยังขึ้นอยู่กับความเร็วของการเลื่อนและน้ำหนักของวัสดุด้วย โดยทั่วไปแล้ว PTFE จะมีความทนทานต่อการสึกหรอต่ำมาก จึงเหมาะสำหรับงานที่มีน้ำหนักเบาเท่านั้น ไม่เหมาะสำหรับงานที่มีน้ำหนักมาก

คุณสมบัติทางกายภาพ

คุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญ ได้แก่:

03% การดูดซึมน้ำสูงสุด
ความหนาแน่นที่ชัดเจน 36 ถึง 0.91 g/cc
01 ถึง 0.058 การหดตัวเชิงเส้น

คุณสมบัติทางความร้อนของ PTFE

เสถียรภาพทางความร้อน

PTFE มีเสถียรภาพทางความร้อน

การสลายตัวด้วยความร้อนจะเริ่มเกิดขึ้นที่อุณหภูมิมากกว่า 400⁰ซี.

จุดเปลี่ยนผ่าน

โครงสร้างโมเลกุลของ PTFE เปลี่ยนแปลงตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ที่อุณหภูมิ 19⁰ซีและ30⁰การเปลี่ยนแปลงผลึก C เกิดขึ้น ในขณะที่อุณหภูมิ 327⁰C เกิดการซีดจางของโครงสร้างผลึก

การขยายตัวเนื่องจากความร้อน

สิ่งนี้จะแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิและยังเปลี่ยนแปลงไปตามการเปลี่ยนทิศทางอีกด้วย

การนำความร้อน

PTFE มีความสามารถในการนำความร้อนต่ำ จึงเหมาะเป็นวัสดุฉนวนความร้อนได้ดี โดยสามารถเพิ่มความสามารถในการนำความร้อนได้ด้วยการเติมสารตัวเติม

ความร้อนจำเพาะ

ปริมาณความร้อนจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น จะทำให้ปริมาณความร้อนของวัสดุ PTFE สูงขึ้น

สมบัติทางไฟฟ้าของ PTFE

ความแข็งแรงของฉนวนไฟฟ้า

ความหนาของ PTFE แปรผันตรงกับความหนาของวัสดุ ในทำนองเดียวกัน ความหนาของ PTFE จะลดลงเมื่อความถี่เพิ่มขึ้น

ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกและปัจจัยการกระจาย

มีค่าสัมประสิทธิ์การสูญเสียพลังงานต่ำมากที่ 0.0001 ถึง 0.0003 โดยจะคงที่จนถึงอุณหภูมิ 300⁰c และมีความถี่ 109 เฮิรตซ์ PTFE มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริก 2.1

ความต้านทานไฟฟ้า

ความต้านทานอาร์คคือความสามารถของฉนวนในการทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูงโดยไม่สร้างเส้นทางการนำไฟฟ้าบนพื้นผิว PTFE มีความต้านทานที่ดีที่ 300 วินาที

ผลกระทบจากโคโรนา

ปรากฏการณ์โคโรนาคือการเกิดไอออนในอากาศรอบตัวนำซึ่งก่อให้เกิดแสงเรืองรองและเสียงฟู่ ปรากฏการณ์โคโรนาทำให้เกิดการกัดกร่อนบนพื้นผิว PTFE

คุณสมบัติทางแสงของ PTFE

ความต้านทานของแสง

จากการทดสอบตัวอย่างที่ได้รับแสงแดดเกิน 20 ปี พบว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ เกิดขึ้น จึงพิสูจน์ได้ว่า PTFE ทนทานต่อการสลายตัวจากแสงแดด

ความต้านทานต่อรังสี

มีความต้านทานต่อรังสีต่ำ เนื่องจากจะสลายตัวเมื่อได้รับรังสีที่มีความเข้มข้นสูง

คุณสมบัติอื่นๆ ของวัสดุ PTFE

พลาสติก “ความทรงจำ”

เมื่อวัสดุ PTFE ถูกเปลี่ยนรูป พวกมันจะคงรูปร่างเดิมไว้ได้แม้จะถูกความร้อน PTFE มีหน่วยความจำพลาสติกที่ดี

ความสามารถในการซึมผ่านของก๊าซ PTFE

นี่คือความสามารถในการแพร่กระจายของก๊าซผ่านวัสดุเมื่อความดันระหว่างทั้งสองด้านแตกต่างกัน ความสามารถในการซึมผ่านของก๊าซ PTFE ขึ้นอยู่กับความหนา ความดันระหว่างทั้งสองด้าน และเทคนิคการทำงานของวัสดุ PTFE

ทนทานต่อการกัดกร่อนจากสารเคมี

PTFE ไม่ได้รับผลกระทบจากสารประกอบและธาตุที่รู้จักส่วนใหญ่ แต่จะได้รับผลกระทบจาก:

โลหะอัลคาไลน์ในสถานะพื้นฐาน
คลอรีนไตรฟลูออไรด์

ความต้านทานต่อตัวทำละลาย

ไม่สามารถละลายในตัวทำละลายส่วนใหญ่ได้ ยกเว้นน้ำมันที่มีฟลูออรีนสูงที่อุณหภูมิมากกว่า 300⁰ซี

สารเติมแต่งและสารตัวเติมส่งผลต่อคุณสมบัติของวัสดุ PTFE อย่างไร

ไฟเบอร์กลาส

ช่วยลดอัตราการคืบคลานซึ่งเป็นการเสียรูปเมื่อถูกกดดันและใช้เวลานาน เส้นใยแก้วยังทำให้ PTFE ทนทานต่อการสึกหรอ ทนต่อสารเคมี และเหมาะกับแรงกดบนพื้นผิวที่สูง ใช้ทำแหวน บูช ข้อต่อเกลียว ฯลฯ

การเพิ่มคาร์บอน

ควรใช้คาร์บอนในรูปแบบผงหรือไฟเบอร์ ซึ่งจะช่วยลดอัตราการไหล เพิ่มการนำความร้อน และปรับปรุงความแข็งแรงในการอัด

นอกจากนี้ ยังทำให้ PTFE ทนทานต่อการสึกหรอและเป็นสื่อไฟฟ้าได้ดีขึ้น

คาร์บอนผสมกับกราไฟท์

ช่วยลดการสึกหรอของ PTFE เนื่องจากมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ ในทางอุดมคติแล้ว จะช่วยให้หล่อลื่นได้ "อย่างสมบูรณ์แบบ"

สารประกอบ PTFE ผสมบรอนซ์

ส่งผลให้ค่าการนำความร้อนเพิ่มขึ้น
ช่วยปรับปรุงการนำไฟฟ้า
ทำให้ทนทานต่อแรงกดดันได้มากขึ้น
ช่วยปรับปรุงคุณสมบัติต้านทานการไหลหนืด

มีค่าความต้านทานแรงเสียดทานสูงซึ่งสามารถลดลงได้โดยการเติม MoS₂.

ข้อเสียบางประการได้แก่ การเกิดออกซิเดชันที่อาจเกิดขึ้นได้ นอกจากนี้ยังมีความทนทานต่อสารเคมีต่ำอีกด้วย

โมลิบดีนัม (MoS₂)

โมลิบดีนัมมีคุณสมบัติในการหล่อลื่น ทำให้วัสดุมีคุณสมบัติต้านแรงเสียดทาน

แคลเซียมฟลูออไรด์ (CaF₂)

ใช้ทดแทนใยแก้วในกรณีที่ใยแก้วไม่เหมาะกับการใช้งานเนื่องจากทนต่อสารเคมี ใช้ทำปะเก็น ทำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ไมกา

ไมก้ารับประกันว่า PTFE จะขยายตัวและหดตัวน้อยลง อย่างไรก็ตาม ไมก้ามีคุณสมบัติทางกลที่จำกัด ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในเทคนิคการบีบอัด

อีโคโนล

Ekonol ทำให้ PTFE ทำงานได้ดีขึ้นในอุณหภูมิที่สูงขึ้น และยังทำให้ทนทานต่อการสึกหรอและทนต่อวัสดุเคาน์เตอร์เหล็กอีกด้วย ทำให้ PTFE สามารถนำไปใช้งานกับงานหมุน งานอาหาร และงานกับวัสดุเคาน์เตอร์แบบอ่อนได้

วอลลาสโทไนต์

วูลลาสโทไนต์มีคุณสมบัติคล้ายกับเส้นใยแก้ว แต่สามารถใช้กับอาหารได้และยังมีฤทธิ์กัดกร่อนน้อยกว่าอีกด้วย

บทสรุป

ดังที่คุณจะเห็นว่าคุณสมบัติที่เหนือกว่าทำให้ PTFE เป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบสำหรับการใช้งานหลายประเภท สิ่งที่ดีที่สุดคือคุณสามารถปรับเปลี่ยน PTFE เพื่อให้ได้คุณสมบัติที่เหนือกว่าสำหรับการใช้งานทุกประเภท

หากคุณต้องการแท่ง PTFE แผ่น PTFE หรือ PTFE บริสุทธิ์ โปรดติดต่อเราทันที

แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม:

พอลิเตตระฟลูออโรเอทิลีน – ที่มา: Science Direct

การใช้งาน PTFE – ที่มา : Hansa

พีทีเอฟ – ที่มา: Wikipedia

กระบวนการผลิต PTFE – ที่มา : Hansa