על ידי השוואת הביצועים של PTFE ופלסטיק אחר, מאמר זה מצביע על הבעיות ביישום של PTFE בהנדסת מכונות ומציג את ה-PTFE המותאם המלא במסילות מובילות הזזה, חלקי חיכוך, אטמים, חלקים אנטי קורוזיביים, חומרי בנייה, מכונות חקלאיות חומרים, ויישומים אחרים, וסיכויים ליישומי מכונות חדשות.על ידי השוואת הביצועים של PTFE ופלסטיק אחר, מאמר זה מצביע על הבעיות ביישום של PTFE בהנדסת מכונות ומציג את ה-PTFE המותאם המלא במסילות מובילות הזזה, חלקי חיכוך, אטמים, חלקים אנטי קורוזיביים, חומרי בנייה, מכונות חקלאיות חומרים, ויישומים אחרים, וסיכויים ליישומי מכונות חדשות.

על ידי השוואת הביצועים של PTFE ופלסטיק אחר, מאמר זה מצביע על הבעיות ביישום של PTFE בהנדסת מכונות ומציג אתPTFE שונהמלא במסילות הזזה, חלקי חיכוך, אטמים, חלקים אנטי-קורוזיביים, חומרי בנייה, חומרי מכונות חקלאיות ויישומים אחרים, ואפשרויות ליישומי מכונות חדשים.

שרף PTFE פותח לראשונה על ידי הכימאי האמריקאי ד"ר פלנקט בשנת 1938, וייצור מתועש הושג בחו"ל בשנות החמישים.המדינה שלי הוכנסה רשמית לייצור בשנות ה-60.PTFE ידוע בכינויו "מלך הפלסטיק", והוא נמצא בשימוש נרחב בהיבטים שונים בשל תכונותיו הייחודיות.יש לו עמידות לטמפרטורות גבוהות, אי חמצון, חוסר מסיסות, יציבות כימית טובה במיוחד ותכונות דיאלקטריות מצוינות במיוחד, מה שהופך אותו לאחד החומרים החשובים ההכרחיים כמעט לכל המגזרים התעשייתיים בעיקר בתעשיות הכימיות והמכניות.

1. סיכה עצמית

מקדם החיכוך של PTFE קטן יותר מפלסטיק הנדסי אחר.זהו מקדם החיכוך הנמוך ביותר מבין חומרי משטח ההזזה המעשיים הידועים.זהו חומר סיכה אידיאלי.

2. עמידות כימית

מכיוון של-PTFE אין קשרים כפולים ושרשראות מסועפות במבנה המולקולרי שלו ובהתגבשות גבוהה, יש לו עמידות כימית מעולה והוא הטוב ביותר מבין הפלסטיק ההנדסי המוכר.הוא אינו יוצר אינטראקציה עם חומצות מרוכזות, חומצות מדוללות, אלקליות מרוכזות וחומרי חמצון חזקים אפילו בסביבות בטמפרטורה גבוהה.הוא לא ייאכל גם אם הוא רותח, ואין לו השפעה על רוב הממיסים כמו אלכוהול וקטונים.

3. ספיגת מים

ל-PTFE קצב ספיגת מים נמוך מאוד, המקביל ל-UHMWPE ואינו מתנפח במים.

4. מגוון רחב של טמפרטורה גבוהה ונמוכה

ניתן להשתמש ב-PTFE ברציפות במשך זמן רב בטווח של 200% עד 260%.אפילו תחת טמפרטורה נמוכה של 200℃, הוא אינו שביר, והוא יכול לשמור על מידה מסוימת של גמישות.

5. לא דביק

PTFE הוא חומר מוצק עם אנרגיית פני השטח הקטנה ביותר כיום.מתח הפנים הוא רק 0.019N/m.כמעט כל החומרים המוצקים אינם יכולים להיצמד אל פני השטח שלו.

6. התנגדות ללבוש

טפלון טהור אינו עמיד במיוחד בפני שחיקה, אך הוספת חומרי מילוי שונים לטפלון משפרת את עמידות הבלאי באופן דרמטי, והוא עמיד יותר בפני שחיקה מחומרים מסוימים הנפוצים כחלקי חיכוך (כגון ברזל יצוק ונחושת).

7. היגייני ולא רעיל

PTFE הינו היגייני ואינו רעיל, עומד בתקנים היגייניים ויכול ליצור קשר עם מזון ותרופות.

8. ביצועי בידוד חשמלי מעולים

PTFE הוא חומר מאוד לא קוטבי עם תכונות דיאלקטריות מעולות, מתח הפירוק שלו הוא 25-40KV/mm;ההתנגדות גדולה ביותר, וההתנגדות הספציפית לנפח עדיין גבוהה כמו 1061~ ב-200.

9. בלתי דליק לחלוטין

נקודת ההיתוך של PTFE היא 327, שהיא גבוהה יותר מפולימרים כלליים אחרים.ב-260%, חוזק השבירה שלו נשאר 5 MPa (כ-1/5 מטמפרטורת החדר), וחוזק הכיפוף שלו מגיע ל-1.4 MPa.יש לו אי-בעירה בעל ערך רב, אינדקס החמצן המוגבל שלו הוא מעל 95, ניתן להמיס אותו רק על הלהבה, לא נוצרות טיפות, ובסופו של דבר, הוא רק מופחם.

10. עמידות מעולה להזדקנות ועמידות בפני קרינה

PTFE הוא לא רק יציב ממדי בטמפרטורות נמוכות וגבוהות, אלא גם הביצועים שלו אינם משתנים בסביבות קשות, והוא אינו מותקף על ידי מיקרואורגניזמים במצב לח, ויש לו הגנה גבוהה מפני קרינות שונות.

11. נכסים אחרים

PTFE בעל קשיות נמוכה ומרקם רך, ובעל יכולת לספוג ולהכיל חומרים זרים, קל לעיבוד.

1. מטרת ושיטת השינוי

למרות של-PTFE יש הרבה מאפיינים מצוינים, יש לו גם חסרונות רבים.בהשוואה לפלסטיק הנדסי אחר, התכונות המכניות שלו אינן טובות במיוחד;מקדם ההתפשטות הליניארית גדול;קצב הצטמקות הדפוס גדול, והעיבוד המשני קשה;הקשיות נמוכה ועמידה בפני שחיקה ביצועים גרועים;התנגדות ירודה לזחילה, זרימת קור קלה;מוליכות תרמית ירודה ומחירים גבוהים יותר.פגמים אלה מגבילים את היישום הרחב שלו במידה מסוימת.מטרת השינוי היא לשפר תכונות מכניות;לשפר את ההתנגדות ללבוש;להפחית התרחבות ליניארית;לשפר את הנזילות וכו'.

2. סוגים ותפקודים של חומרי מילוי

מילוי ושינוי PTFE בסיבי זכוכית, גרפיט, מוליבדן דיסולפיד, סיליקון דו חמצני, תחמוצת אלומיניום, אבקת ברונזה, סיבי פחמן וכו' יכולים לשפר את קשיות פני השטח, עמידות בפני שחיקה, עמידות בזחילה, חוזק כיפוף, עמידות חוזק מקיף ויציבות מימדית.בדרך כלל ניתן להגדיל את הקשיות של PTFE בשילוב סיבי זכוכית ב-10%, וניתן להגדיל את עמידות הבלאי ביותר מפי 500.התנגדות הזחילה והתנגדות הזרימה הקרה משתפרים ומשופרים מאוד;התוספת של מוליבדן דיסולפיד מסייעת. הקשיות והקשיחות של מוצרי PTFE משתפרים, והבלאי הראשוני מצטמצם;ל-PTFE מלא בגרפיט יש עמידות כימית מעולה, זחילת דחיסה ומוליכות תרמית טובה יותר;PTFE מלא באבקת נחושת יכול לשפר את עמידות הזחילה של התגוננות מוצרים, חוזק מקיף, קשיות ויציבות ממדית.

1. מסילת החלקה

מדריכי הזזה הם לרוב הבסיס להתקנת מכונות חיתוך מתכת, מכשירים רפואיים ומערכות והתקנים רבים אחרים, בסיס הדיוק ובסיס המיקום, או סימן החיים של מכונות אלו, ומהווים חלק חשוב של המכונה.בתעשיית ייצור כלי המכונות, רוב זוגות מסילות מובילי המכונות הם ברזל יצוק מברזל, ברזל יצוק ברזל יצוק, פלדה מרווה ברזל יצוק וכו'. עם זאת, בשל תכונותיו הפיזיקליות, מקדם החיכוך בין מתכות הוא גדול, אינו עמיד בפני שחיקה, אינו יכול לעבוד תחת חיכוך יבש, וזוחל במהירויות נמוכות ובתזוזות קטנות.זחילה זו תשפיע על דיוק ההזנה והדיוק של כלי מכונות, במיוחד מכונות מדויקות.אמינות.כאשר משתמשים במוביל PTFE המלא, היציבות במהירות נמוכה של כלי המכונה משתפרת מאוד.מכיוון שלמסילת מוביל הפלסטיק יש את המאפיינים של חפצים זרים קבורים, ניתן להטמיע סיבי ברזל וחלקיקי חול בפלסטיק כדי למנוע בלאי משלו, למנוע ציור ושריטות של משטח המתכת, ויכולים להגן על מסילת מוביל המיטה.ל-PTFE המכיל אבקת ברונזה וחומרי מילוי אחרים יש תכונות חיכוך מצוינות.לאחר יצירת סרט ההעברה על משטח המתכת, מקדם החיכוך מופחת מאוד, יכולת הנשיאה של סרט ההעברה משתפרת מאוד, וגם חיי העבודה האפקטיביים מתארכים.אם הוא מותאם למוביל מכונת מתכת, מקדם החיכוך שלו נשאר קבוע ככל שמהירות ההחלקה עולה.לכן, מעקה מוביל מסוג PTFE מלא זה לא ייצור תופעות זחילה במהירות נמוכה ומיקרו הזנה, ויש לו גם ביצועי ספיגת רעידות וריפוד.מקדם החיכוך של מסילת המנחה PTFE הוא 0.05 כאשר חיכוך יבש, ו-0.03 כאשר יש שימון שמן, ללא קשר אם למסילה המנחה של כלי המכונה יש שמן סיכה או לא, תנועת העבודה שלו חלקה ככל האפשר.כאשר יש צורך לתקן את מסילת ה-PTFE לאחר שחיקה, עבודת התחזוקה חוסכת מאוד בעבודה וניתנת להחלפה.קל לשמור על דיוק ממדי.במיוחד כאשר מסילת ההדרכה פגומה ויש צורך לתקן, כדאי יותר להשתמש בפלסטיק לתיקון מקומי.

2. חלקי חיכוך

ישנם חלקי חיכוך רבים של PTFE הנפוצים בהנדסת מכונות, כולל מיסבים, טבעות בוכנה וגלגלי שיניים.PTFE הוא חומר אידיאלי עבור טבעות בוכנה ונמצא בשימוש נרחב במדחסי אוויר ומדחסי מים.טבעת הבוכנה PTFE פועלת כטבעת דחיסה לחסימת נוזלים או גזים.הוא נפוץ במצבים בהם לא ניתן להשתמש בחומרי סיכה או תנאים קשים אחרים, כגון קורוזיה חמורה ודרישות בטיחות גבוהות, יכולים להפחית מאוד את הבלאי והשעמום החוזר של הדופן הפנימית של הצילינדר מספר החורים מאריך את חיי השירות של הצילינדר.לדוגמה, יש פטיש קיטור שולחני, אשר השתמש במקור בטבעת מתכת.במהלך ייצור המשמרת השנייה, בנסיבות רגילות, הדופן הפנימית של הצילינדר נשחקת עד 7-9 רם לאחר חצי שנה, טבעת המתכת רוטטת במשך 2 עד 3 שבועות, ולפעמים היא עלולה להישבר.טבעת הבוכנה תקעה את הדופן הפנימית של הצילינדר והיה צורך להחליף את הצילינדר.כאשר משתמשים ב-PTFE במילוי חודש, הדופן הפנימית של הגליל נשחקת רק 2 מ"מ, ולאחר 10 חודשים, השחיקה היא 3 מ"מ בלבד, והחיים מתארכים פי 4 עד 5 או אפילו יותר.כמעט כל טבעות הבוכנה ממלאות תפקיד איטום בתנועה הדדית ומתחילות לעתים קרובות, כך שמקדם החיכוך הסטטי נדרש להיות קטן.בעומסים קטנים, מקדם החיכוך הסטטי של PTFE נמוך ב-25% עד 75% מטבעות הבוכנה של חומרים אחרים.ככל שהעומס גדול יותר, כך עולה עליונותו.יש לזה עליונות שאין שני לה בקלילות המתחילה וההדדית.התוצאה היא צריכת אנרגיה מופחתת, הפחתת רעידות ורעש, מה שמסייע לשמירה על הסביבה.יחד עם זאת, PTFE יכול לשמש כגלגלי שיניים ומסבים לרכיבי העברת תנועה והעברת כוח במגוון רחב של תנאי עבודה ובסביבה קשה מאוד עבור טקסטיל קל, הדפסה וצביעה, ייצור נייר ותעשיות מזון.

3. חותמות

השימוש בסרט PTFE מורכב על פני חומר איטום הגומי יכול לשפר את עמידות הממס ואת עמידות המדיה של אטם הגומי, והמחיר נמוך יחסית.הוא שימש בדרישות האיטום של אירועים קשים שונים.חומר האיטום FE הממולא בעל עמידות מצוינת בטמפרטורות גבוהות ונמוכות והוא כיום התחליף העיקרי להחלפת חומרי אטם אסבסט מסורתיים.מחוזקים בסיבי פחמןחותם PTFEלחומר יש מאפיינים של חוזק גבוה, מודולוס גבוה, עמידות בפני עייפות, עמידות לזחילה, מוליכות תרמית גבוהה, מקדם התפשטות תרמית נמוך וחיכוך.למאפיינים המקיפים הללו אין תחרות מכל סוג של חומרי איטום והם חומרי איטום מתקדמים אידיאליים.

4. חלקים נגד קורוזיה

ל-PTFE שונה יש יציבות כימית טובה לחומצות קורוזיה, אלקליות, מלח, והוא יכול להחליף קרמיקה מתכת להנדסה נגד קורוזיה, מתאים במיוחד לאירועי טמפרטורה גבוהה וקורוזיה חזקה, כגון ציוד נגד קורוזיה, צינורות ואביזרים במפעלים כימיים .חומרי חיכוך קורוזיביים, שסתומים, משאבות, מחליפי חום, צלחות נקבוביות וחומרי סינון עבור מדיה קורוזיבית, רירית וציפוי של ציוד כימי.

5. בידוד חשמלי

PTFE שונה נמצא בשימוש נרחב כשכבת בידוד עבור מוטות תיל, צינורות וסרטי חומר גלם.הוא משמש גם כמבודד עבור שקעים שונים, תומכים, ציוד מיקרוגל בתדר גבוה ואלקטרודות לתעשייה האלקטרוכימית.

6. חומרי בניין

בד זכוכית ספוג בפיזור PTFE הוא חומר בנייה מעולה במבנה ממברנה.יש לו העברת אור מעולה, שיכולה להוזיל את עלות התאורה והמיזוג.העמידות היא יותר מ-20 שנה.זה יכול להוזיל את עלות הצביעה והניקוי.ניתן לקצר את תקופת הבנייה עבור גגות מסגרת גדולים.50%, יכול להפחית את עלות חומר הגג ב-50% ואת עלות הבנייה הכוללת ב-20%.לכן הוא מתאים לקירוי של מגרשים חיצוניים, זירות, אצטדיונים, משטחי החלקה, בריכות שחייה, תערוכות רחבות היקף, גני חיות וגנים בוטניים, תחנות תחבורה וכו'.

7. תוספי סיכה

בתנאי סיכה גבול, הדרך היעילה ביותר להפחית את מקדם החיכוך היא לבחור תוספים מתאימים לחומר סיכה,מכונת אבקת PTFEהוא תוסף מוצק נפוץ.ניסויים מראים שהוספת כמות מסוימת של תוספים מוצקים לשמן מנוע יכולה לחסוך ביעילות כ-5% ממזוט המנוע.

8. חומרי מכונות חקלאיות

תוך שימוש בתכונות הסיכה העצמיות, הדביקות והעמידות בפני שחיקה של PTFE ממולא, ניתן לייצר אותו באופן נרחב לריפוד לוחות דחפור, דלי מחפר, וריפוד פנימי של תא משאית המזבלה וכו', על מנת לשפר את היעילות והיציבות של העברת חומרים.

9. חומרים יומיים

משטח עיבוד הברזל מצופה PTFE הוא גם עמיד בפני שחיקה וגם בעל עמידות חיכוך נמוכה;לווק מצופה PTFE ולסיר האורז יש את המאפיינים של מזון נון-סטיק;הלהב מחובר או משובץ עם אסרט PTFE, והלהב הדוק כשהלחיים זזות, ההתנגדות גם קטנה על העור וגם רכה.

10. פיתוח אפליקציות מכונות חדשות

בנוסף ליישום ותוצאות המחקר שלמכונות PTFEבתעשייה, בהתחשב הן בביצועי החומר והן במבנה, ל-PTFE יש סיכויים רחבים בתעשיית המכונות של תעשיית הרכב, נשק קונבנציונלי, ספינות, תעופה וחלל ואנרגיה אטומית, רפואה, הגנת הסביבה וכו'.