I. بررسی اجمالی مواد
صفحه PTFE که به عنوان صفحه پلی تترا فلوئورواتیلن نیز شناخته می شود، معمولاً صفحه PTFE، صفحه تفلون یا صفحه PTFE نامیده می شود. این ماده ای با مولکولی بالا است که از مونومرهای تترا فلوئورواتیلن با فرمول شیمیایی -(CF2-CF2)n- پلیمریزه شده است. با توجه به عملکرد جامع برجسته خود، از آن به عنوان "پادشاه پلاستیک" یاد می شود و پرمصرف ترین و پرمصرف ترین گونه مهم در میان فلوروپلاستیک ها است.
دوم ویژگی های اصلی عملکرد
1. پایداری شیمیایی نهایی
PTFE نسبت به اکثریت قریب به اتفاق مواد شیمیایی بی اثر است و می تواند در مقابل عمل تمام اسیدهای قوی (از جمله آبزیان)، اکسیدان های قوی، عوامل کاهنده و حلال های آلی مختلف، به جز فلزات قلیایی مذاب، محیط های فلوئوردار و هیدروکسید سدیم بالای 300 درجه مقاومت کند. این ویژگی آن را به یک ماده ایده آل مقاوم در برابر خوردگی برای صنایعی مانند مهندسی شیمی و داروسازی تبدیل می کند.
2. دامنه سازگاری دمایی گسترده
صفحات PTFE می توانند برای مدت طولانی در محدوده دمایی -200 تا +260 درجه سانتیگراد با مقاومت دمایی کوتاه مدت حدود 300 درجه سانتیگراد به طور پایدار عمل کنند. آنها همچنین دارای مقاومت عالی در دمای بالا و پایین هستند، انعطاف پذیری را در محیط های بسیار سرد و همچنین عملکرد پایدار در شرایط دمای بالا حفظ می کنند.
3. ضریب اصطکاک بسیار پایین
PTFE یکی از کمترین ضرایب اصطکاک را در بین تمام مواد جامد دارد، تقریباً 0.04 تا 0.15، با ضریب اصطکاک ساکن حدود 0.04 و ضریب اصطکاک دینامیکی از 0.01 تا 0.02. این ویژگی عملکرد خود روانکاری عالی را به آن می بخشد و عملکرد با اصطکاک کم را بدون نیاز به روان کننده های اضافی امکان پذیر می کند.
4. عملکرد عالی عایق الکتریکی
PTFE دارای مقاومت حجمی بسیار بالا (10¹8-102⁰ Ω·cm)، ثابت دی الکتریک تقریباً 2.1، تلفات دی الکتریک بسیار کم و قدرت دی الکتریک حدود 10-18 KV/mm است. عملکرد عایق الکتریکی آن تحت تأثیر محیط یا فرکانس قرار نمی گیرد. این می تواند برای مدت طولانی در یک محیط الکتریکی 250 ℃ کار کند و عملکرد مقاومت قوس آن بیش از 165 ثانیه است.
5. سایر ویژگی های برجسته
عدم چسبندگی: انرژی سطح بسیار کم است (حدود 18 میلی نیوتن بر متر) و به سختی به هیچ ماده ای می چسبد.
مقاومت در برابر آب و هوا: قرار گرفتن طولانی مدت در معرض محیط های طبیعی مانند اشعه ماوراء بنفش، ازن، باد و باران کاهش قابل توجهی در عملکرد نشان نمی دهد و عمر پیری بیش از 20 سال است.
بازدارندگی شعله: با شاخص محدود کننده اکسیژن تا 95٪، به عنوان یک ماده بازدارنده شعله در هوا طبقه بندی می شود.
زیست سازگاری: غیر سمی و بی بو، از نظر فیزیولوژیکی بی اثر و مطابق با استانداردهای ایمنی در صنایع غذایی و پزشکی
نرخ جذب آب بسیار کم: <0.01٪، با ثبات ابعادی خوب
III. فیلدهای برنامه اصلی
صنایع شیمیایی و نفت
این ماده به عنوان قسمت پوششی و آب بندی مقاوم در برابر خوردگی برای مخازن واکنش، مخازن ذخیره، خطوط لوله و شیرها استفاده می شود و برای محافظت از تجهیزات در برابر خوردگی با رسانه های خورنده مانند اسیدهای قوی و قلیاهای قوی در تماس است.
2. صنعت ماشین آلات
با بهره گیری از ضریب اصطکاک پایین و خاصیت خود روان شوندگی می توان از آن برای ساخت قطعات مکانیکی مانند یاتاقان ها، ریل های راهنما، لغزنده، واشرهای آب بندی و رینگ های پیستون روغن کاری شده بدون روغن استفاده کرد که باعث کاهش اصطکاک و سایش و افزایش طول عمر تجهیزات می شود.
3. صنایع الکترونیک و برق
به عنوان یک ماده عایق با فرکانس بالا، از آن برای تولید بسترهای برد مدار فرکانس بالا، لایه های عایق کابل کواکسیال، موانع عایق برای تجهیزات ولتاژ بالا، دی الکتریک خازن ها و غیره استفاده می شود و نیازهای دستگاه های الکترونیکی مدرن برای مواد عایق با کارایی بالا را برآورده می کند.
4. میدان هوافضا
این برای قطعات با کارایی بالا مانند قطعات موتور هواپیما، سیستم های کنترل پنوماتیک، تیغه های توربین و حلقه های آب بندی استفاده می شود و از وزن سبک، مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی استفاده می شود.
5. صنایع غذایی پزشکی
مطابق با استانداردهای FDA، برای سطوح تماس تجهیزات فرآوری مواد غذایی، خطوط لوله تجهیزات دارویی، تجهیزات پزشکی (مانند رگ های خونی مصنوعی، دریچه های قلب، کاتترها و غیره) و همچنین تجزیه و تحلیل شیمیایی فوق العاده خالص و فیلتراسیون استفاده می شود.
6. مهندسی ساخت و ساز و پل
با بهره گیری از ضریب اصطکاک کم و ظرفیت بارگذاری بالا، به عنوان یاتاقان یا واشر کشویی مورد استفاده قرار می گیرد و در پروژه هایی مانند پل ها، تونل ها، خرپاهای سقف سازه های فولادی و خطوط لوله شیمیایی بزرگ استفاده می شود.
Iv. معایب و محدودیت های اصلی
1. خواص مکانیکی آن نسبتا ضعیف است
استحکام کششی تقریباً 21-28 mpa و مقاومت خمشی حدود 11-14 mpa است. استحکام مکانیکی و سختی نسبتاً کم است و در صورت قرار گرفتن در معرض نیروهای خارجی قابل توجه در معرض تغییر شکل یا حتی ترک خوردن است.
2. پدیده جریان سرد
تحت شرایط قرار گرفتن در معرض بار ثابت برای مدت طولانی، PTFE تغییر شکل پلاستیکی آهسته ای را تجربه می کند که منجر به تغییر در دقت ابعادی می شود و بر عملکرد آب بندی و اثر استفاده تأثیر می گذارد.
3. مقاومت در برابر سایش ضعیف
علیرغم ضریب اصطکاک بسیار پایین آن، در شرایط حرکت با سرعت بالا یا بار زیاد مستعد سایش است که کاربرد آن را در شرایطی که نیاز به مقاومت در برابر سایش بالا دارد محدود می کند.
4. پردازش آن دشوار است
PTFE دارای نقطه ذوب بالا (327 ℃)، ویسکوزیته مذاب زیاد است و در دماهای بالا مستعد تجزیه است. نمی توان آن را با روش های قالب گیری تزریقی یا اکستروژن معمولی پردازش کرد. معمولاً روشهای فرآوری خاصی مانند زینترینگ پرس سرد و تراشکاری مورد نیاز است که پیچیده و پرهزینه هستند.
5. ضریب انبساط حرارتی بالا
ضریب انبساط خطی تقریباً 10 تا 20 برابر فولاد است. هنگامی که دما تغییر می کند، انبساط قابل توجهی را تجربه می کند، که چالشی را برای کاربردهای دقیقی که نیاز به تحمل سختی دارند، ایجاد می کند.
6. هزینه بالا
در مقایسه با سایر پلاستیک های مهندسی، هزینه تولید PTFE نسبتاً بالا است، که محبوبیت آن را در برخی از برنامه های کاربردی حساس به هزینه محدود می کند.
V. مشخصات و پارامترها
1. مشخصات ورق
محدوده ضخامت: 0.3-1.5mm (کویل)، 2-60mm (صفحه تخت)
ابعاد استاندارد: 300mm×300mm، 600mm×600mm، 1000mm×1000mm، 1200mm×1200mm، 1500mm×1500mm
قطر میله: 6-200 میلی متر
چگالی: 2.1-2.3 g/cm³
2. خواص فیزیکی و مکانیکی
استحکام کششی: 21-28 مگاپاسکال
قدرت خمشی: 11-14 مگاپاسکال
ازدیاد طول در هنگام شکست: ≥200٪
ضریب اصطکاک: 0.04
میزان جذب آب: <0.01%
قدرت دی الکتریک: 10-18 کیلو ولت بر میلی متر
دمای کارکرد: -180 ℃ تا +260 ℃
Vi. فناوری پر کردن و اصلاح
برای غلبه بر محدودیتهای خواص مکانیکی PTFE، عملکرد آن اغلب از طریق اصلاح پر کردن بهبود مییابد:
1. پر کردن الیاف شیشه (10-30٪
این می تواند استحکام کششی (30-50٪) و استحکام را افزایش دهد، جریان سرد را کاهش دهد و برای ساخت بلبرینگ و واشر مناسب است.
2. پر کردن فیبر کربن (5-20٪)
در عین حفظ اصطکاک کم، استحکام و هدایت حرارتی را بیشتر میکند و برای قطعات اصطکاک با سرعت بالا مناسب است.
3. پر کردن پودر برنز
افزایش هدایت حرارتی و مقاومت در برابر سایش، بهبود پایداری ابعادی و استفاده در سناریوهای اصطکاک در دمای بالا.
4. پر از گرافیت / دی سولفید مولیبدن
مقاومت در برابر سایش و خود روانکاری را بهبود بخشید و مقدار سایش اولیه را کاهش دهید.
vii. فرآیند تولید
صفحات PTFE عمدتاً از طریق دو فرآیند تولید می شوند:
1. قالب گیری فشاری
رزین پلی تترا فلوئورواتیلن از قالب گیری در دمای اتاق و به دنبال آن تف جوشی و خنک سازی تشکیل می شود. فرآیند ساده و چرخه تولید کوتاه است که آن را برای تولید صفحات ضخیم تر مناسب می کند.
2. چرخاندن و شکل دادن
ابتدا، رزین به صورت بلنک فشرده شده و زینتر می شود و در نهایت از طریق برش چرخشی به صفحات تبدیل می شود. صفحات با اندازه بزرگتر یا با ضخامت خاص را می توان تولید کرد و این فرآیند پیچیده تر است.
VIII. اقدامات احتیاطی برای استفاده
1. الزامات ذخیره سازی
باید در جای خشک، خنک و دارای تهویه مناسب، دور از نور مستقیم خورشید و محیط های با دمای بالا نگهداری شود و از تماس با اشیاء تیز یا مواد شیمیایی خودداری شود.
2. اقدامات احتیاطی پردازش
هنگام برش و پردازش، باید از ابزارهای تیز و تمیز برای ثابت و مسطح نگه داشتن ورق استفاده شود و دما باید کنترل شود تا از نقطه ذوب 327 درجه سانتیگراد تجاوز نکند.
3. محیط استفاده
اگرچه مقاومت به خوردگی بسیار خوبی دارد، اما در محیط های خاص مانند اسیدهای با غلظت بالا و اکسیدان های قوی، مواد مناسب باید بر اساس شرایط خاص انتخاب شوند.
4. تمیز کردن و نگهداری
با یک پاک کننده ملایم و یک پارچه نرم پاک کنید. از خراشیدن با اجسام سخت خودداری کنید. به طور مرتب سطح را برای هر گونه آسیب یا پیری بررسی کنید.
IX قیمت بازار
قیمت صفحات PTFE در بازار به شدت تحت تأثیر خلوص، مشخصات و رابطه عرضه و تقاضا است. طبق اطلاعات اخیر، قیمت مواد ورق PTFE داخلی تقریباً در محدوده 40 تا 62 یوان در هر کیلوگرم نوسان دارد. قیمت مشخصات ویژه یا محصولات وارداتی از این هم بالاتر خواهد بود.
X. خلاصه
صفحات PTFE با پایداری شیمیایی فوق العاده، سازگاری با دمای گسترده، ضریب اصطکاک بسیار پایین و عملکرد عالی عایق الکتریکی، مزایای غیر قابل جایگزینی را در زمینه های متعددی مانند مهندسی شیمی، ماشین آلات، الکترونیک، هوا فضا و مراقبت های پزشکی نشان داده اند. اگرچه محدودیت هایی مانند استحکام مکانیکی کم، مقاومت در برابر سایش ضعیف و پردازش دشوار وجود دارد، اما این کاستی ها را می توان به طور موثر از طریق اصلاح پر کردن و طراحی معقول بهبود بخشید. هنگام انتخاب استفاده از آن، الزامات عملکرد، بودجه هزینه و امکان سنجی پردازش باید به طور جامع بر اساس نیازهای سناریوهای کاربردی خاص در نظر گرفته شود تا به طور کامل از حداکثر پتانسیل مواد PTFE استفاده شود.
شرکت ما عمیقاً در زمینه پلاستیک های مهندسی با کارایی بالا و مواد عایق مشغول است و متعهد به ارائه راه حل های مواد نوآورانه برای صنعت تولید جهانی پیشرفته است. محصولات اصلی ما شامل ورق/میله های پلاستیکی مهندسی پیشرفته مانند پلی اکسی متیلن (POM)، ABS، نایلون (PA)، پلی کربنات (PC)، پلی فنیلن سولفید (PPS)، پلی اتریمید (PEI)، پلی اترترکتون (PEEK) و غیره می باشد. با خواص عالی مانند مقاومت در برابر درجه حرارت بالا، مقاومت در برابر سایش و استحکام بالا، محصولات ما به طور گسترده در وسایل نقلیه انرژی جدید، الکترونیک هوشمند، ماشین آلات صنعتی، هوا فضا و سایر زمینه ها استفاده می شود.
