تفلون PTFE (تفلون نسوز) چیست؟

فهرست مطالب

تفلون PTFE (تفلون نسوز) چیست؟

زمانی که می­خواهید پلیمری برای تولید محصولات صنعتی خود انتخاب کنید این سوال را می­پرسید که PTFE یا تفلون؟ کدام؟ چه تفاوتی بین این دو ماده پر طرفدار است؟ در اصل مهمترین تفاوت در نام هر دو نهفته؛ PTFE کوتاه شده ماده شیمیایی پلی­تترافلورواتیلن است و تفلون (Teflon) نام تجاری پلیمر ذکر شده، چنان­چه شما به دنبال پلیمری با خاصیت انعطاف­پذیری بالا، ماده­ای نچسب که شیمیایی است، مقاوم در برابر الکتریسیته و حرارت، چاره­ای ندارید جز انتخاب PTFE.

گذری در تاریخ تفلون PTFE (تفلون نسوز):

در سال 1938، شیمیدانی به نام Roy J. Plunkett به طور تصادفی به ماده تفلون دست یافت در حالی که در تلاش برای ساخت یک سردکننده کلروفلوروکربن جدید بود. وی پلاستیک فلوردار جدید را به عنوان اختراعی نو در دنیای پلیمر معرفی کرد و نام تجاری تفلون PTFE (تفلون نسوز) را در سال 1945 برای آن برگزید و برای اولین­بار در سال 1960 به طور عمومی در لوازم آشپزی که با تفلون پوشش داده شده بودند معرفی شد.

خرید تفلون PTFE (تفلون نسوز)
خرید تفلون PTFE (تفلون نسوز)

ویژگی های تفلون PTFE (تفلون نسوز):

  • PTFE دارای ضریب اصطکاک بسیار پایین در برابر مواد جامد شناخته شده است.
  • جز مواد آب گریز بدین معنی که نه آب و نه موادی که دارای آب هستند تاثیری ندارند.
  • PTFE خالص تقریبا از نظر شیمیایی بی­اثر است و بسیار نامحلول در بسیاری از حلال ها و مواد شیمیایی است.
  • محدوده دمایی وسیعی در عملیات صنعتی دارد بدین معنی که از نظر حرارتی به قدری پایدار است که در محدوده دمایی 200- تا 260 درجه سانتیگراد بدون هیچ نخریب شدگی کاربرد دارد.
  • دارای استحکام خمشی بسیار بالا حتی در دماهای بسیار پایین.
  • دارای مقاومت الکتریکی بسیار بالا و استحکام بالای غیرالکتریکی مخصوصا در فرکانس های رادیویی پر قدرت.
فروش تفلون PTFE (تفلون نسوز)
فروش تفلون PTFE (تفلون نسوز)

 

کاربردهای PTFE (تفلون نسوز):

نزدیک 50% محصولات تفلون PTFE (تفلون نسوز) در صنایع فضایی و رایانه ای مورد استفاده قرار میگیرد از جمله وایرهای قلاب مانند، کابل های هم محور و … چرا که دارای خواص دی الکتریک منحصر به فردی است. وجود دمای ذوب بالا، جایگزینی عالی برای پلی اتیلن های ضعیف با دمای ذوب پایین است که در صنایع الکتریکی استفاده می­شود.

برای کاربردهای صنعتی، تفلون PTFE (تفلون نسوز) دارای ضریب اصطکاک بسیار پایین در ساخت انواع بلبرینگ­ها، چرخ دنده ها، صفحات اسلاید مانند و در قطعات لغزشی جایگزینی مناسب برای نایلون و استال محسوب می­شود. این پلیمر منحصر به فرد با کاهش اصطکاک قطعات باعث افزایش طول عمر آنها، کاهش هزینه تعمیرات و صرفه جویی در مصرف انرژی می­شود.

به دلیل محدوده دمایی بالا و واکنش ناپذیری آن، در ساخت انواع ظروف، آستر شیلنگ، خطوط لوله و سایر صنایع که مستقیم با مواد شیمیایی خورنده سروکار دارند استفاده می­شود.

کاربردهای تفلون PTFE (تفلون نسوز)
کاربردهای تفلون PTFE (تفلون نسوز)

مرحله کلیدی در تولید PTFE (تفلون نسوز):

تولید کلروفرم (تری کلرومتان): کلروفرم میتواند در واکنش متان با مخلوطی از کلرین و هیدروژن کلراید تولید شود. این واکنش در حالت فاز مایع و در مواقع اضطراری در حالت بخار قابل اجراست به صورت واکنش شیمیایی زیر:

CH4(g) + 3Cl2(g) –> CHCl3(g) + 3HCl(g)

تولید کلرودی فلورومتان: واکنش کلروفرم با هیدروژن فلوراید بدون آب، منجر به تولید کلرودیفلورومتان می­شود؛ به صور واکنش شیمیایی زیر:

CHCl3(g) + 2HF(g) –> CHCIF2(g) + 2HCl(g)

تولید تترافلورواتیلن (TFE): از آنجایی که این ماده قابلیت انفجار بالایی دارد، در زمان و مکان پلیمریزاسیون تولید می­شود و زمان ذخیره سازی را به حداقل می­رساند، حرارت دهی کلروفلورومتان در غیاب اکسیژن، که با عنوان واکنش پایرولایزیز شناخته می­شود، باعث تولید TFE می­شود، یه صورت واکنش شیمیایی زیر:

2CHClF2(g) –> C2F4(g) + 2HCl(g)

پلیمریزاسیون PTFE از TFE: در حالی که بسیاری از جزئیات پلیمریزاسیون PTFE توسط صنایع بزرگ، محرمانه محسوب می­شود ولی دو متد شناخته شده گزارش شده است: پلیمریزاسیون سوسپانسیون و پلیمریزاسیون پراکنده. متد اول باعث تولید دانه های PTFE شده که می­تواند در قالب های گلوله مانند استفاده شود و متد دوم باعث تولید PTFE خمیرمانند شیری رنگ می­شود که در نهایت میتوان به پودر تبدیل کرد.

 

تولید تفلون PTFE (تفلون نسوز)
تولید تفلون PTFE (تفلون نسوز)

 

هفت صنعت برتر که از PTFE استفاده می­کنند:

  1. .صنایع غذایی و نوشیدنی

در صنعت غذایی و نوشیدنی از PTFE برای پوشش دار کردن ظروف آشپزی استفاده می­کنند چراکه دارای خاصیت نچسب بودن و مقاوم در برابر حرارت است از طرفی در مایکروویوها، قهوه­سازها، مخلوط کن ها و حتی وافل ها نیز استفاده می­شود. همچنین این پلیمر برای عایق­های الکتریکی نیز مناسب است. برخلاف سایر رزین­های مصنوعی، PTFE دوام و مقاومت بسیار بالایی در برابر دماهای بالا دارد و چون اثرات سوئی در صنعت غذا ندارد، ماده ای بسیار ارزشمند محسوب می­شود.

  1. صنعت ساخت و ساز

PTFE در صنعت ساخت و ساز کاربردهای گسترده ای دارد به خصوص در عایق های الکتریکی بدین صورت که در وایرهای الکتریکی به دلیل مقاومت در برابر دما، جذب آب و مواد شیمیایی، به طور گسترده استفاده می شود. در ساخت لوله های گازی و شیلنگ ها قابلیت استفاده  دارد. برای بهبود مقاومت و طول عمر ابزار ساختمانی میتوان از پوشش دهی PTFE استفاده کرد. بدین ترتیب بدلیل مقاومت در برابر خوردگی و جذب آب به طور وسیعی در صنعت ساخت و ساز استفاده می شود.

  1. پروسه های شیمیایی و تولیدی

در صنایع شیمیایی بدلیل مقاومت در برابر مواد خورنده، در انتقال این مواد بسیار استفاده می­شود. PTFE در محیط­های شیمیایی سخت و حساس کارایی بالایی از خود نشان می­دهد همچنین یک لایه عایق مقاومتی نیز می­تواند اضافه کند. محصولات تولیدی در صنایع شیمیایی حساس نیازمند مقاومت در برابر سایش و دما هستند بدین دلیل PTFE گزینه­ای بسیار عالی در این صنعت محسوب می­شود.

  1. صنایع خودروسازی

PTFE اغلب در توسعه صنایع خودرو استفاده می­شود چراکه دارای مقاومت دمایی و پایداری حرارتی بالایی است همچنین در قسمت های مختلف موتور و نمای بیرونی خودرو استفاده می­شود. این پلیمر در تکنولوژی هایی که سعی دارند میزان نشتی و ضعف قسمت های مختلف خودرو را بهبود بخشند استفاده می­شود و در مقابل سرعت و دماهای بالا بازده مناسبی از خود نشان می­دهد. در قسمت هایی که از روان کننده ها و سوخت استفاده می شود بدلیل مقاوم بودن در برابر خوردگی کاربرد دارد از طرفی بدلیل مقاومت در برابر حرارت و خاصیت ارتجاعی بالا در قسمت هایی که احتمال آتش سوزی است و تجهیزاتی که دائما و با شدت بالا در حال کار هستند، استفاده می­شود. به طور کلی از PTFE در لاین­های سوخت­رسانی، واشرها، اُ رینگ­ها، آب­بندی ولوها (میل سوپاپ)، تیغه­های برف پاک کن و شیشه های قسمت های جلو و عقب قابلیت استفاده دارد.

  1. صنایع الکتریکی

همانطور که در قسمت های قبل اشاره شد از PTFE به طور گسترده در عایق های الکتریکی استفاده می­شود از طرفی در قسمت­های نیمه رسانا و بردهای الکتریکی قابلیت کاربرد دارد. استفاده از PTFE در صنایع الکتریکی و الکترونیکی روز به روز در حال افزایش است و می­توان گفت جز چدایی ناپذیر صنعت الکتریسیته محسوب می­شود چراکه مقاوم در برابر خوردگی، حرارت، مواد شیمیایی است و از طرفی خاصیت انعطاف­پذیری بالایی دارد.

  1. صنعت پزشکی

از جمله ویژگی منحصربه­فرد این پلیمر که سبب شده در بخش­های حساس و ضروری صنعت پزشکی به طور گسترده استفاده شود شامل: ساخت گرافت های قلبی- عروقی، پچ­های قلبی، بخش­های پیوندی و … . از طرفی در ساخت تجهیزات پزشکی مانند بخیه ها، کاتترها، انبرک ها و … استفاده می­شود، تجهیزات پزشکی باید دارای مقاومت شیمیایی بسیار بالا و ضریب اصطکاک مناسبی باشند، میتوان نتیجه گرفت که این پلیمر با داشتن ویژگی­های منحصربه فرد، جز مواد مورد توجه این صنعت قرار میگیرد و از طرفی نیز به تایید FDA و سازمان های استاندارد بین المللی رسیده است.

  1. پنل­های خورشیدی

در تولید پنل های خورشیدی، بدلیل مقاومت در برابر دماب بالای 260 درجه سیلسیوس، PTFE استفاده گسترده ای دارد. از طرفی این پلیمر در برابر اشعه UV، شرایط نامساعد آب وهوایی نیز مقاوم است، به این دلیل این صنعت تکیه اصلی خود را بر استفاده از این پلیمر پایه گذاری کرده است.

 

کاربرد تفلون PTFE (تفلون نسوز)
کاربرد تفلون PTFE (تفلون نسوز)

 

گریدهای مختلف تفلون PTFE (تفلون نسوز):

PTFE خالص یا بکر (Virgin PTFE): یکی از بهترین و خالص­ترین مواد شیمیایی بی اثر شناخته شده که در صنایع مختلف استفاده می­شود.

PTFE پرشده با گلس: PTFE بکر همراه با 25% فیبر گلس، که به طور چشمگیری مقاومت در برابر فشار را افزایش داده و تغییر شکل تحت بار را کاهش می­دهد.

PTFE پرشده با برنز: اضافه کردن برنز به PTFE باعث افزایش استحکام ابعادی و مقاومت در برابر خزش، سایش و جریان هوای سرد می­شود.

PTFE پرشده با کربن: افزودن فیبرهای کربن به PTFE باعث افزایش مقاومت در برابر فشار، بهبود ضریب اصطکاک پلیمر، بهبود رسانایی حرارتی و افزایش نفوذناپذیری می­شود.

PTFE پرشده با فولاد ضد زنگ: این ماده بسیار سخت پوشیده است، دارای استحکام و پایداری عالی تحت بارهای شدید و دماهای بالا است در حالی که همچنان ضریب اصطکاک پایین PTFE معمولی را حفظ می کند.

PTFE بکر (Virgin PTFE)

از جمله ویژگی­های کلیدی که باعث شده (Virgin PTFE) در سطح گسترده مورد استفاده قرار گیرد شامل: مقاومت شیمیایی، استحکام حرارتی، عایق الکتریکی و ضریب اصطکاک بسیار پایین است.

نقاط قوت نقاط ضعف
حداکثر مقاومت شیمیایی بسیار نرم
دارای حداقل ضریب اصطکاک تمایل به جریان سرد
محدوده دمایی گسترده و پایداری حرارتی
تاییدیه FDA
دارای حداکثر خاصیت عایق الکتریکی
ماندگاری تقریبا بی نهایت

 

گریدهای تفلون PTFE (تفلون نسوز)
گریدهای تفلون PTFE (تفلون نسوز)

 

ویژگی های فیزیکی تیپیک (Virgin PTFE):

ویژگی های فیزیکی تیپیک(Virgin PTFE)
ویژگی متد استاندارد مقادیر تیپیک
وزن مخصوص BS EN ISO 13000-2 2.14 – 2.19 g/cm3
استحکام کششی BS EN ISO 13000-2 20 – 30 MPa
کشیدگی BS EN ISO 13000-2 350%
سختی (Shore D) BS EN ISO 13000-2 55 – 65
جذب آب DIN 53472/8.2 صفر
مدول الاستیسیته DIN 53482 750 MPa
مقاومت ویژه حجمی DIN 53482 1018 ΩCM
ثابت دی الکتریک (60Hz – 2GHz) ASTM D150 2.1
مقاومت دی الکتریک IEC 60243-1 Film 100µm 105
ضریب اصطکاک – <0.1

ویژگی تفلون PTFE (تفلون نسوز)
ویژگی تفلون PTFE (تفلون نسوز)

 

PTFE پرشده با گلس (Glass filled PTFE):

فشرده­سازی و خواص سایشی این پلیمر با استفاده از گلس بهبود یافته است. بهبود فشردگی پلیمر باعث می­شود میزان تخلخل کاهش و نفوذپذیری گازی کاهش یابد. درصد گلس اضافه شده به PTFE تقویت شده، بسته به کاربردی که در صنعت دارد بین محدوده درصدی 40-5 در نظر گرفته می­شود. با افزایش درصد گلس به طور مستقیم خواص ذکر شده نیز بهبود می­یابد در مقابل ضریب اصطکاک در مقایسه با PTFE بکر افزایش می­یابد.

نقاط قوت نقاط ضعف
مقاوم در برابر سایش افزایش ضریب اصطکاک
سختی بهبود یافته کاهش مقاومت در برابر نفوذ گاز (در برخی موارد)
کاهش تغییر شکل تحت بار
نارسانا

 

PTFE پرشده با گلس (Glass filled PTFE)
PTFE پرشده با گلس (Glass filled PTFE)

 

ویژگی های فیزیکی تیپیک (Glass filled PTFE):

ویژگی های فیزیکی تیپیک (Glass filled PTFE)
ویژگی متد استاندارد مقادیر تیپیک
وزن مخصوص ASTM D 4894 2.23 – 2.26 g/cm3
استحکام کششی ASTM D 4894 31 MPa (4600 PSI)
کشیدگی ASTM D 4894 >180%
سختی (Shore D) BS EN 13000-2 60
مقاومت فشردگی با 1% تغییر شکل – >9 MPa
مدول فشردگی ASTM D695 758 MPa
مقاومت خمشی ASTM D790 13.4 MPa
مدول خمشی ASTM D790 1310 MPa
ضریب انبساط حرارتی خطی ASTM D696 7.7-11.2 x10-5°C (100°C)
هدایت حرارتی C177 10.6 x 10-4 cal/cm-sec-°C

 

ویژگی های فیزیکی تیپیک (Glass filled PTFE)
ویژگی های فیزیکی تیپیک (Glass filled PTFE)

 

PTFE پرشده با برنز (BRONZE FILLED PTFE):

بهترین پلیمر دارای پایداری ابعادی، مقاوم در برابر خزش، جریان سرد و سایش. افزودن برنز به تفلون PTFE (تفلون نسوز) سختی و مقاومت فشردگی ماده را افزایش داده و مستقیما رسانایی دمایی و الکتریکی را نیز افزایش می­دهد. برنز افزودنی به PTFE به صورت پودر برنز و در محدوده درصدی 40 و 60 صورت می­گیرد در نتیجه سختی ماده نیز افزایش می­یابد در مقابل مقاومت شیمیایی آن در مقابل اعضای خانواده PTFE کاهش یافته و برای مصارف الکتریکی نامناسب می­شود.

نقاط قوت نقاط ضعف
سختی ماده بسیار بالا نامناسب برای برخی کاربردهای الکتریکی
وزن مخصوص سنگین و بالا مقاومت شیمیایی ضعیف
رسانایی الکتریکی
مقاوم­ترین ماده در برابر سایش در مقابل مواد مشابه
استحکام ابعادی عالی
هدایت  دمایی خوب

 

PTFE پرشده با برنز (BRONZE FILLED PTFE)
PTFE پرشده با برنز (BRONZE FILLED PTFE)

 

ویژگی های فیزیکی تیپیک (BRONZE FILLED PTFE):

ویژگی های فیزیکی تیپیک (BRONZE FILLED PTFE)
ویژگی متد استاندارد 40% برنز 60% برنز
وزن مخصوص BS EN ISO 13000-2 3.0 – 3.12 g/cm3 3.8 – 3.95 g/cm3
استحکام کششی BS EN ISO 13000-2 22 – 27 Mpa 10 -18 Mpa
کشیدگی BS EN ISO 13000-2 230 – 270% 100 – 200%
سختی (Shore D) BS EN ISO 13000-2 65 – 68 65 – 75

ورق PTFE برنز ( 40% برنز)
ویژگی متد استاندارد واحد مقدار
وزن مخصوص ASTM D4884 g/cm3 3,090 – 3,140
استحکام کششی ASTM D4894 MPa >20
کشیدگی ASTM D4894 % >200
سختی ASTM D2240 Shore D >65
تغییر شکل تحت بار
(14N/mm2, 24h at 23°C)		 ASTM D621 % 7 – 10
تغییر شکل دائمی
(پس از 24 ساعت و آسودگی در 23 درجه)		 ASTM D621 % 4 – 5
ضریب اصطکاک ایستا ASTM D1894 – 0.16 – 0.18
ضریب اصطکاک دینامیک ASTM D1894 – 0.14 – 0.16
مقاومت ویژه  حجمی ASTM D257 Ohm cm 10 7
دمای بازدهی – – -200 up to +260

ورق PTFE برنز ( 60% برنز)
ویژگی متد استاندارد واحد مقدار
چگالی ASTM D795 g/cm3 3.8
استحکام کششی ASTM D4745 MPa 18
کشیدگی DIN D4745 % 180
سختی (Shore D) ASTM D2240 Sh.D 68
ضریب اصطکاک ایستا ASTM D1894 – 0.185
رسانایی گرمایی ASTM C177 W/K.m 0.65
دمای کارکردی – ◦C -200 up to +260

 

ویژگی های فیزیکی تیپیک (BRONZE FILLED PTFE)
ویژگی های فیزیکی تیپیک (BRONZE FILLED PTFE)

 

آلیاژ اصلاح شده تفلون برنز در مقایسه با سایر PTFEها، مقاومت خزشی بالایی ارائه می­دهد؛ دارای هدایت حرارتی تقویت شده با تحمل فشار بسیار بالا است که مناسب برای سیستم­های هیدرولیک می­باشد؛ مقاومت سایشی بالا و رسانایی حرارتی مناسب، خاصیت ماشین­کاری این پلیمر را افزایش داده است. تفلون برنز یا PTFE برنز علی­رغم وجود مزیت­های مختلف در برابر مواد اسیدی و بازی مقاومت کمتری از خود نشان می­دهد با این حال در عملکردهای تحت فشار مکانیکی بالا و سایش حائز اهمیت بوده چرا که قدرت و رسانایی مورد نیاز برای مهار حرارت بیش از حد و ناخواسته را تامین می­کند.

ترکیب تفلون برنز با نام تجاری تترون بی (Tetron B) نیز شناخته می­شود. حضور برنز که خود آلیاژی از مس و قلع است باعث بهبود مقاومت سایشی این پلیمر شده و به رنگ قهوه­ای پر رنگ دیده می­شود و دارای آلیاژی ضد زنگ نیز است.

عمده کاربرد تفلون برنز در شرایط تحت فشار بدون اکسیداسیون مانند پیستون رینگ­ها و یاتاقان­ها در سیستم­های هیدرولیک می­باشد. در گاید رینگ­ها در مصارف سایشی کاربرد مناسبی دارد و منحصرا برای بلبرینگ­های خطی نیز بسیار مناسب است. لازم به ذکر است این پلیمر به صورت میلگرد، لوله و ورق تولید می­شود.

 

عمده صنایعی که به طور گسترده از تفلون برنز PTFE استفاده می­کنند:

  • صنایع خودروسازی
  • صنعت معدن
  • صنایع مهندسی (به طور کلی)
  • صنایع کاغذ و چاپ
  • ماشین آلات ساختمانی

ویژگی­های تفلون PTFE (تفلون نسوز) :

  • بی اثر بودن نسبت به سایر مواد شیمیایی شناخته شده
  • ضریب اصطکاک پایین، نچسب و غیر سمی
  • بازدهی عالی در محدوده دمایی وسیع (-260°C to +260 °C)
  • مقاوم در برابر نفوذ
  • دارای خصوصیات دی­الکتریک عالی
  • دارای ویژگی­های مکانیکی و پایداری ابعادی

چه مقدار برنز برای کارکرد بهتر تفلون PTFE اضافه می­شود؟

در صنعت برای حصول بهترین عملکرد PTFE تقویت شده با برنز، تناسب بین پلیمر و پودر برنز بسیار حائز اهمیت است. پس از تعیین مقدار مناسب  برنز اضافه شده، هر دو ماده در میکسر با سرعت بسیار بالا مخلوط شده و یکنواخت می­شوند، سپس عملیات قالب­بندی صورت می­گیرد، گاها اضافه کردن پودر برنز بدلیل وزن مخصوص ماده، باعث لرزش و تحریک تجهیزات می­شود و در عملکرد پروسه اخلال ایجاد کند و چون معمولا به صورت دستی و توسط اپراتور و متخصص کنترل می­شود جانب احتیاط بسیار مهم شمرده می­شود. از طرفی کنترل کیفیت محصولاتی که با درصد کم ادغام می­شوند بسیار دشوار است. طبق نتایج بدست آمده، با افزایش مقدار پودر برنز، مستقیما کیفیت محصول تولید شده نیز بهبود می­یابد و معمولا بیش از 40% در نظر گرفته می­شود با این حال بهترین حالت را در حدود نزدیکی 40% و حداکثر 60% در نظر می­گیرند. مقاومت سایشی قابل قبول، خواص مکانیکی و … در هر دو حالت قابل قبول گزارش شده است.

 

کارکرد بهتر تفلون PTFE
کارکرد بهتر تفلون PTFE

 

PTFE پرشده با کربن (CARBON FILLED PTFE):

این پلیمر دارای بهترین خواص مکانیکی و سایشی بین پلیمرهای مشابه می­باشد. هدف از افزودن کربن به PTFE، بهبود خواص مکانیکی مختلف پلیمر است. در فرمولاسیون این نوع پلیمر، مواد حاصل دارای عالی­ترین خواص مکانیکی و سایشی هستند، ویژگی­های اصطکاکی، حفظ و تقویت شده و بهترین گزینه برای رینگ­ها و کاربردهای فشار بالا هستند ولی به طور نسبی در کاربردهای (high PV) تمایل به شکست دارند.

 

نقاط قوت نقاط ضعف
رسانایی و گرمایی خوب فیلرهای درصد بالا به معنی کاهش کشیدگی
مقامت شیمیایی خوب ایجاد مشکل بدلیل رسانایی (در برخی موارد)
جز پلیمرهای اقتصادی (به نسبت ویژگی­های ذکر شده)
مقاومت سایشی بهبودیافته تحت بار

 

PTFE پرشده با کربن (CARBON FILLED PTFE)
PTFE پرشده با کربن (CARBON FILLED PTFE)

 

ویژگی های فیزیکی تیپیک (CARBON FILLED PTFE):

ویژگی های فیزیکی تیپیک (CARBON FILLED PTFE)
ویژگی متد استاندارد درصد کربن پرشده (15%)
وزن مخصوص ASTM D 792 2.05 – 2.12 g/cm3
استحکام کششی ASTM D 4894 13 – 18 MPa
کشیدگی ASTM D 4894 90 – 300%
سختی (Shore D) ASTM D 2240 60 – 66
تغییرشکل تحت بار ASTM D 695 5 – 7%
تغییر شکل دائمی ASTM D 695 2 – 4%
مدول خمشی – 1105 MPa
ضریب اصطکاک ایستا – 0.14 – 0.16
ضریب اصطکاک دینامیک – 0.12 – 0.14
ماومت ویژه حجمی ASTM D 257 10-4 Ohm / CM
دمای بازدهی – -200°C / +260°C

 

بهبود پایداری ابعادی و کاهش ضریب انبساط حرارتی تفلون کربن در مقایسه با PTFE خالص موجب شده در صنعت مورد توجه قرار گیرد. این پلیمر منحصربه­فرد در مقابل مواد شیمیایی مقاومت بسیار بالایی دارد؛ استحکام فشاری عالی، به عنوان رسانای الکتریسیته جزئی و ضد الکتریسیته ساکن طبقه بندی می­شود. وجود کربن در PTFE، باعث بهبود مقاومت خزشی ماده و تغییرناپذیری و استحکام سایشی در مقایسه با PTFE خالص شده است ولی استحکام مکانیکی مواد در مقایسه با سایر پلیمرهای مهندسی شده دارای محدودیت­هایی است. در مقایسه با PTFE گلس، میتوان بهبود تغییرناپذیری تحت بار و  ضریب اصطکاک کینتیکی را در این پلیمر مهندسی شده مشاهده کرد.

 

ویژگی های فیزیکی تیپیک (CARBON FILLED PTFE)
ویژگی های فیزیکی تیپیک (CARBON FILLED PTFE)

 

PTFE کربن 25% (ورق و میلگرد) اکسترود شده
ویژگی واحد متد استاندارد نتایج
فیزیکی – مکانیکی
چگالی g/cm3 ASTM D792 2.04 – 2.10
سختی (Shore D) – ASTM D2240 ≥ 60
استحکام کششی N/mm2 ISO 527 ≥ 12
کشیدگی % ISO 527 ≥ 50
دمایی
دمای بازدهی °C -200°C / +260°C
ضریب انبساط حرارتی خطی 10-5(mm/mm)/°C ASTM D696 مشابه 10 – 12
الکتریکی
مقاومت ویژه حجمی Ω – cm ASTM D257 < 104
مقاومت ویژه سطحی Ω ASTM D257 < 104

 

PTFE کربن 25% (ورق و میلگرد) (Moulded)
ویژگی واحد متد استاندارد نتایج
فیزیکی – مکانیکی
چگالی g/cm3 ASTM D792 2.05– 2.11
سختی (Shore D) – ASTM D2240 ≥ 62
استحکام کششی N/mm2 ISO 527 ≥ 14
کشیدگی % ISO 527 ≥ 90
مقاومت فشردگی در حالت 1% تغییرشکل N/mm2 ASTM D695 ≥ 7
تغییرشکل تحت بار در دمای اتاق پس از 24 ساعت در 13 N/mm2 % ASTM D621 ≥ 7
تغییرشکل دائمی تحت بار در دمای اتاق پس از 24 ساعت % ASTM D621 ≤ 5
تری بایولوژیک
ضریب اصطکاک دینامیکی – ASTM D1894
ASTM D3702		 0.012 – 0.25
فاکتور K سایش – ASTM D3702 0.010 – 0.020
دمایی
دمای بازدهی °C -200°C / +260°C
ضریب انبساط حرارتی خطی 10-5(mm/mm)/°C ASTM D696 مشابه 10 – 12
الکتریکی
مقاومت ویژه حجمی Ω – cm ASTM D257 < 104
مقاومت ویژه سطحی Ω ASTM D257 < 104

 

تفلون کربن به طور عمومی در صنایع سرعت بالا برای جلوگیری از اتلاف انرژی و نیازمند به ضریب اصطکاک پایین استفاده می­شود. حالت ورق این پلیمر عموما در بلبرینگ شفت­ها، واشرها، اجزاء مختلف پمپ­ها و صنایع الکترونیک به طور گسترده استفاده می­شود.

 

ویژگیهای تیپیک (Carbon PTFE 25%)
جزئیات
شرح مقدار
نوع ماده فلوروپلیمر ترموپلاستیک نیمه کریستال
نام شیمیایی PTFE
ماده افزودنی فیبر کربنی 25%
رنگ مشکی
فیزیکی
ویژگی  متد واحد مقدار
چگالی ASTM D79 g/cm³ 2.08
ASTM D792 lb/in³ 0.075
جذب آب (حالت غوطه وری) ASTM D570 % by wt. 0.05
مکانیکی
ویژگی  متد واحد مقدار
استحکام کششی ASTM D638 psi 1900
کشیدگی در حالت شکست ASTM D638 % 75
استحکام خمشی ASTM D790 psi 2300
مدول های خمش ASTM D790 psi 160000
اسحکام فشردگی ASTM D695 psi 1700
مدول های فشردگی ASTM D695 psi 87000
سختی ASTM D785 – Shore D62
ضریب اصطکاک ایستایی ASTM D-1894 – 12 – 17
ضریب اصطکاک دینامیک ASTM D-1894 – 9 – 11
دمایی
ویژگی  متد واحد مقدار
ضریب انبساط دمایی ASTM D696 x 10-5 in./in./°F 6
دمای انحراف گرما ASTM D648 °C at 264 psi 65
ASTM D648 °F at 264 psi 150
نقطه ذوب ASTM D3418 °C 335
ASTM D3418 °F 635
حداکثر دمای عملیاتی مداوم – °C 260
– °F 500
حداقل دمای عملیاتی – °C -200
– °F -328
رسانایی گرمایی ASTM C117 BTU-in/ft²-hr-°F 4.5
ASTM C117 x 10^4 cal/cm-sec-°C 15.5
درجه اشتعال پذیری UL94 – V-0
الکتریکی
ویژگی  متد واحد مقدار
مقاومت ویژه سطحی ASTM D257 ohm/square 10 4
دیگر
شرح مقدار
مقاومت به اشعه UV +
هزینه نسبی بسته به شرایط اقتصادی موجود در ممالک
ماشین کاری 5

کاربردهای تفلون PTFE (تفلون نسوز):

  • ولوها و سوپاپ­های مختلف
  • واشرها و آب­بندهای مختلف صنعتی
  • بلبرینگ شفت­های گوناگون صنعتی
  • محفظه­های فیلترهای صنعتی
  • اسلاید رانرها
  • پوشش­دهی مخازن شیمیایی دارای مواد خورنده و غیر خورنده
  • تجهیزات و قسمت­های ساختاری پمپ­های صنعتی
  • عایق­بندی تجهیزات الکتریکی

ویژگی­های کلیدی تفلون PTFE (تفلون نسوز) کربن:

  • کارکرد در محدوده دمایی: -200°C up to +260°C
  • از نظر شیمیایی خنثی ( به جز در حضور عناصر تشکیل­دهنده فلزات قلیایی، کلرین تری­فلوراید و عناصر فلورین در دما و فشار بسیار بالا)
  • تا حدی رسانای الکتریکی و ضد الکتریسیته ساکن (volume / surface resistivity of 10³ Ohms).
  • بهبود مقاومت خزشی و پایداری ابعادی در مقایسه با PTFE خالص
  • بهبود عملکردی دینامیکی بلبرینگ­ها
  • دارای ویژگی­های اسلایدینگ خوب

تصاویر تفلون PTFE

PTFE پرشده با فولاد ضد زنگ (STAINLESS STEEL FILLED PTFE)

دارای استحکام و پایداری بسیار بالا و خواص سایشی و مکانیکی بهبود یافته، فولاد ضد زنگ اضافه شده به صورت پودر و حدود 50% وزنی یا 15 % حجمی را در برمی­گیرد. در واقع افزودن فولاد ضد زنگ به PTFE، پایداری ابعادی، استحکام خزشی و مقاومت در برابر جریان سرد و سایش را بهبود می بخشد. افزایش سختی، مقاومت فشردگی به همراه رسانایی الکتریکی و دمایی نیز بهبود می­یابد.

نقاط قوت نقاط ضعف
مقاومت بالا در برابر سایش بسیار سنگین
مقاوم تحت بار اضافی
مقاوم در برابر دماهای بالا
مقاوم در برابر خزش، جریان سرد و سایش
رسانایی دمایی و الکتریکی بهبودیافته
ایمنی غذایی (صنایع غذایی)

 

ویژگی­های کلیدی تفلون PTFE (تفلون نسوز) کربن:
ویژگی­های کلیدی تفلون PTFE (تفلون نسوز) کربن:

 

ویژگی های فیزیکی تیپیک (STAINLESS STEEL FILLED PTFE):

ویژگی های فیزیکی تیپیک (STAINLESS STEEL FILLED PTFE)
ویژگی متد استاندارد مقادیر تیپیک
وزن مخصوص ASTM D 4894 3.35 g/cm3
استحکام کششی ASTM D 4894 Min 22 MPa
کشیدگی ASTM D 4894 Min 220%
سختی (Shore D) Needle 65 – 69

 

تصاویری از تفلون PTFE برنز: