این مقاله با مقایسه عملکرد PTFE و سایر پلاستیک ها به مشکلات کاربرد PTFE در مهندسی مکانیک اشاره کرده و PTFE اصلاح شده پر شده در ریل های راهنمای کشویی، قطعات اصطکاکی، آب بندی، قطعات ضد خوردگی، مصالح ساختمانی، ماشین آلات کشاورزی را معرفی می کند. مواد و سایر کاربردها و چشم انداز کاربردهای ماشین آلات جدید.این مقاله با مقایسه عملکرد PTFE و سایر پلاستیک ها به مشکلات کاربرد PTFE در مهندسی مکانیک اشاره کرده و PTFE اصلاح شده پر شده در ریل های راهنمای کشویی، قطعات اصطکاکی، آب بندی، قطعات ضد خوردگی، مصالح ساختمانی، ماشین آلات کشاورزی را معرفی می کند. مواد و سایر کاربردها و چشم انداز کاربردهای ماشین آلات جدید.

این مقاله با مقایسه عملکرد PTFE و سایر پلاستیک ها به مشکلات کاربرد PTFE در مهندسی مکانیک اشاره کرده وPTFE اصلاح شدهپر شده در ریل های راهنمای کشویی، قطعات اصطکاکی، مهر و موم، قطعات ضد خوردگی، مصالح ساختمانی، مواد ماشین آلات کشاورزی و سایر کاربردها، و چشم انداز برنامه های کاربردی ماشین آلات جدید.

رزین PTFE اولین بار توسط شیمیدان آمریکایی دکتر پلانکت در سال 1938 ساخته شد و تولید صنعتی در خارج از کشور در دهه 1950 به دست آمد.کشور من به طور رسمی در دهه 1960 به تولید رسید.PTFE معمولاً به عنوان "پادشاه پلاستیک" شناخته می شود و به دلیل خواص منحصر به فرد خود به طور گسترده در جنبه های مختلف استفاده می شود.این ماده دارای مقاومت در برابر درجه حرارت بالا، عدم اکسیداسیون، نامحلول بودن، به ویژه پایداری شیمیایی خوب و خواص دی الکتریک بسیار عالی است که آن را به یکی از مواد مهم ضروری برای تقریباً تمام بخش های صنعتی به ویژه در صنایع شیمیایی و مکانیکی تبدیل می کند.

1. روانکاری

ضریب اصطکاک PTFE کمتر از سایر پلاستیک های مهندسی است.این کمترین ضریب اصطکاک در بین مواد شناخته شده سطح لغزش عملی است.این یک ماده روان کننده ایده آل است.

2. مقاومت شیمیایی

از آنجایی که PTFE در ساختار مولکولی خود دارای پیوند دوگانه و زنجیره های شاخه ای نیست و دارای کریستالیزاسیون بالا است، مقاومت شیمیایی بسیار خوبی دارد و در بین پلاستیک های مهندسی شناخته شده بهترین است.با اسیدهای غلیظ، اسیدهای رقیق، قلیایی های غلیظ و اکسیدان های قوی حتی در محیط های با دمای بالا برهم کنش نمی کند.حتی اگر بجوشد خورده نمی شود و با اکثر حلال ها مانند الکل ها و کتون ها هیچ تاثیری ندارد.

3. جذب آب

PTFE نرخ جذب آب بسیار پایینی دارد که معادل UHMWPE است و در آب متورم نمی شود.

4. طیف گسترده ای از درجه حرارت بالا و پایین

PTFE می تواند به طور مداوم برای مدت طولانی در محدوده 200٪ تا 260٪ استفاده شود.حتی در دمای پایین 200 درجه سانتیگراد، شکننده نیست و می تواند درجه خاصی از انعطاف پذیری را حفظ کند.

5. چسبناک نیست

PTFE یک ماده جامد با کمترین انرژی سطحی در حال حاضر است.کشش سطحی فقط 0.019 نیوتن بر متر است.تقریباً تمام مواد جامد نمی توانند به سطح آن بچسبند.

6. مقاومت در برابر سایش

تفلون خالص بسیار مقاوم در برابر سایش نیست، اما افزودن پرکننده های مختلف به تفلون مقاومت سایش را به طور چشمگیری بهبود می بخشد و نسبت به برخی از موادی که معمولاً به عنوان قطعات اصطکاکی استفاده می شوند (مانند چدن و ​​مس) در برابر سایش مقاوم تر است.

7. بهداشتی و غیر سمی

PTFE بهداشتی و غیر سمی است، استانداردهای بهداشتی را رعایت می کند و می تواند با غذا و دارو تماس بگیرد.

8. عملکرد عالی عایق الکتریکی

PTFE یک ماده بسیار غیر قطبی با خواص دی الکتریک عالی است، ولتاژ شکست آن 25-40KV/mm است.مقاومت بسیار بزرگ است و مقاومت ویژه حجم هنوز به 1061 ~ در 200 است.

9. کاملا غیر قابل احتراق

نقطه ذوب PTFE 327 است که بالاتر از سایر پلیمرهای عمومی است.در 260 درصد، قدرت شکست آن 5 مگاپاسکال (حدود 1/5 دمای اتاق) باقی می ماند و مقاومت خمشی آن به 1.4 مگاپاسکال می رسد.غیر قابل احتراق فوق العاده ارزشمندی است، شاخص اکسیژن محدود آن بالای 95 است، فقط می توان آن را روی شعله ذوب کرد، هیچ قطره ای تشکیل نمی شود و در نهایت فقط کربنیزه می شود.

10. مقاومت عالی در برابر پیری و مقاومت در برابر تشعشع

PTFE نه تنها از نظر ابعادی در دماهای پایین و بالا پایدار است، بلکه عملکرد آن در محیط های خشن نیز بدون تغییر است و در حالت مرطوب مورد حمله میکروارگانیسم ها قرار نمی گیرد و در برابر تشعشعات مختلف محافظت بالایی دارد.

11. سایر خواص

PTFE دارای سختی کم و بافت نرم است و قابلیت جذب و حاوی مواد خارجی را دارد و پردازش آن آسان است.

1. هدف و روش اصلاح

اگرچه PTFE ویژگی های بسیار خوبی دارد، اما کاستی های زیادی نیز دارد.در مقایسه با سایر پلاستیک های مهندسی، خواص مکانیکی آن خیلی خوب نیست.ضریب انبساط خطی بزرگ است.سرعت انقباض قالب زیاد است و پردازش ثانویه دشوار است.سختی کم و عملکرد ضعیف مقاوم در برابر سایش است.مقاومت در برابر خزش ضعیف، جریان سرد آسان؛هدایت حرارتی ضعیف و قیمت بالاتر.این عیوب کاربرد گسترده آن را تا حدی محدود می کند.هدف از اصلاح بهبود خواص مکانیکی است.بهبود مقاومت در برابر سایش؛کاهش انبساط خطی؛افزایش سیالیت و غیره

2. انواع و عملکردهای اصلاح کننده پرکننده

پر کردن و اصلاح PTFE با الیاف شیشه، گرافیت، دی سولفید مولیبدن، دی اکسید سیلیکون، اکسید آلومینیوم، پودر برنز، فیبر کربن و غیره می تواند سختی سطح، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خزش، مقاومت خمشی، مقاومت استحکام جامع و پایداری ابعادی را بهبود بخشد.سختی PTFE ترکیب شده توسط الیاف شیشه به طور کلی می تواند 10٪ افزایش یابد و مقاومت در برابر سایش را می توان بیش از 500 برابر افزایش داد.مقاومت در برابر خزش و مقاومت در برابر جریان سرد تا حد زیادی بهبود یافته و بهبود یافته است.افزودن دی سولفید مولیبدن به بهبود سختی و استحکام محصولات PTFE کمک می کند و سایش اولیه کاهش می یابد.PTFE پر شده با گرافیت دارای مقاومت شیمیایی عالی، خزش فشاری و هدایت حرارتی بهتر است.PTFE پر شده با پودر مس می تواند مقاومت در برابر خزش محصولات را در برابر دفاع، استحکام جامع، سختی و ثبات ابعادی بهبود بخشد.

1. ریل کشویی

راهنماهای کشویی غالباً مبنای نصب ابزار آلات برش فلز، ابزار پزشکی و بسیاری از سیستم ها و دستگاه های دیگر، اساس دقت و اساس مکان یابی یا نشانه عمر این ماشین ها هستند و جزء مهمی هستند. از دستگاهدر صنعت ساخت ماشین ابزار، اکثر جفت های ریل راهنمای ماشین آلات عبارتند از چدن-چدن، چدن کوئنچ شده با چدن، فولاد کوئنچ شده با چدن و ​​.... اما به دلیل خواص فیزیکی آن، ضریب اصطکاک بین فلزات برابر است. بزرگ است، در برابر سایش مقاوم نیست، نمی تواند تحت اصطکاک خشک کار کند و با سرعت کم و جابجایی های کوچک می خزد.این خزیدن بر دقت تغذیه و دقت ماشین ابزار، به خصوص ماشین ابزار دقیق تاثیر می گذارد.قابل اعتماد بودنهنگامی که از راهنمای پر شده PTFE استفاده می شود، پایداری ماشین ابزار در سرعت کم بسیار بهبود می یابد.از آنجایی که ریل راهنمای پلاستیکی دارای ویژگی های اجسام خارجی مدفون است، می توان براده های آهن و ذرات شن و ماسه را در پلاستیک جاسازی کرد تا از سایش و پارگی خود جلوگیری کند، از کشیده شدن و خراشیدگی سطح فلز جلوگیری کند و می تواند از ریل راهنمای تخت محافظت کند.PTFE حاوی پودر برنز و سایر پرکننده ها دارای خواص اصطکاک عالی است.پس از تشکیل فیلم انتقال بر روی سطح فلز، ضریب اصطکاک تا حد زیادی کاهش می یابد، ظرفیت باربری فیلم انتقال تا حد زیادی بهبود می یابد و عمر کار موثر نیز افزایش می یابد.اگر با راهنمای ماشین ابزار فلزی مطابقت داده شود، با افزایش سرعت لغزش، ضریب اصطکاک آن ثابت می ماند.بنابراین، این نوع ریل راهنمای PTFE پر شده، در سرعت کم و تغذیه میکرو، پدیده خزنده ایجاد نمی کند و همچنین دارای عملکرد جذب ارتعاش و بالشتک است.ضریب اصطکاک ریل راهنمای PTFE در هنگام اصطکاک خشک 0.05 و در صورت روانکاری روغن 0.03 است، صرف نظر از اینکه ریل راهنمای ماشین ابزار دارای روغن روان کننده باشد یا خیر، حرکت کار آن تا حد امکان روان است.هنگامی که ریل راهنمای PTFE پس از فرسوده شدن نیاز به تعمیر دارد، کار تعمیر و نگهداری بسیار صرفه جویی در کار است و می توان آن را تعویض کرد.حفظ دقت ابعادی آسان است.به خصوص زمانی که ریل راهنما آسیب دیده و نیاز به تعمیر دارد، استفاده از پلاستیک برای تعمیر موضعی سودمندتر است.

2. قطعات اصطکاکی

قطعات اصطکاکی PTFE زیادی وجود دارد که معمولاً در مهندسی مکانیک استفاده می شود، از جمله بلبرینگ ها، رینگ های پیستون و چرخ دنده ها.PTFE یک ماده ایده آل برای رینگ های پیستون است و به طور گسترده در کمپرسورهای هوا و کمپرسورهای آب استفاده می شود.رینگ پیستون PTFE به عنوان یک حلقه فشرده برای مسدود کردن مایعات یا گازها عمل می کند.معمولاً در شرایطی استفاده می شود که روان کننده ها یا سایر شرایط سخت نمی توانند مورد استفاده قرار گیرند، مانند خوردگی شدید و الزامات ایمنی بالا، می تواند تا حد زیادی سایش و سوراخ شدن مکرر دیواره داخلی سیلندر را کاهش دهد. تعداد سوراخ ها عمر مفید سیلندر را افزایش می دهد.به عنوان مثال، یک چکش بخار رومیزی وجود دارد که در ابتدا از یک حلقه فلزی استفاده می کرد.در حین تولید شیفت دوم در شرایط عادی دیواره داخلی سیلندر بعد از نیم سال تا 7-9 رم فرسوده می شود، حلقه فلزی به مدت 2 تا 3 هفته ویبره می شود و گاهی اوقات ممکن است بشکند.رینگ پیستون دیواره داخلی سیلندر را گیر کرده و سیلندر باید تعویض شود.هنگام استفاده از PTFE پر شده به مدت یک ماه، دیواره داخلی سیلندر تنها 2 میلی متر سایش دارد و پس از 10 ماه، سایش تنها 3 میلی متر است و عمر آن 4 تا 5 برابر یا حتی بیشتر افزایش می یابد.تقریباً همه رینگ های پیستون نقش آب بندی را در حرکت رفت و برگشتی ایفا می کنند و به طور مکرر شروع به کار می کنند، بنابراین لازم است ضریب اصطکاک استاتیک کوچک باشد.تحت بارهای کوچک، ضریب اصطکاک استاتیک PTFE 25٪ تا 75٪ کمتر از رینگ های پیستون سایر مواد است.هرچه بار بیشتر باشد، برتری آن بهتر است.این برتری بی نظیری در سبکی شروع و رفت و برگشت نور دارد.نتیجه کاهش مصرف انرژی، کاهش لرزش و سر و صدا است که برای حفاظت از محیط زیست مفید است.در عین حال، PTFE می تواند به عنوان چرخ دنده و یاتاقان برای انتقال حرکت و اجزای انتقال نیرو در طیف گسترده ای از شرایط کاری و محیط بسیار سخت برای منسوجات سبک، چاپ و رنگرزی، کاغذ سازی و صنایع غذایی استفاده شود.

3. مهر و موم

استفاده از فیلم PTFE ترکیب شده روی سطح مواد آب بندی لاستیکی می تواند مقاومت در برابر حلال و مقاومت رسانه ای مهر و موم لاستیکی را بهبود بخشد و قیمت نسبتاً پایین است.در شرایط آب بندی مناسبت های مختلف سخت استفاده شده است.مواد آب بندی FE پر شده دارای مقاومت عالی در برابر درجه حرارت بالا و پایین است و در حال حاضر جایگزین اصلی برای جایگزینی مواد واشر آزبست سنتی است.تقویت شده با فیبر کربنمهر و موم PTFEاین ماده دارای ویژگی های استحکام بالا، مدول بالا، مقاومت در برابر خستگی، مقاومت در برابر خزش، هدایت حرارتی بالا، ضریب انبساط حرارتی پایین و اصطکاک است.این خواص جامع با هیچ نوع مواد آب بندی بی نظیر است و مواد آب بندی پیشرفته ایده آلی هستند.

4. قطعات ضد خوردگی

PTFE اصلاح شده پایداری شیمیایی خوبی در برابر محیط های خوردگی اسیدی، قلیایی، نمکی دارد و می تواند جایگزین سرامیک های فلزی برای مهندسی ضد خوردگی شود، مخصوصاً برای موارد با دمای بالا و خوردگی قوی، مانند تجهیزات ضد خوردگی، لوله ها و اتصالات در کارخانه های شیمیایی مناسب است. .مواد اصطکاک خورنده، شیرها، پمپ ها، مبدل های حرارتی، صفحات متخلخل، و مواد فیلتر برای رسانه های بسیار خورنده، پوشش و پوشش تجهیزات شیمیایی.

5. عایق الکتریکی

PTFE اصلاح شده به طور گسترده ای به عنوان یک لایه عایق برای میله های سیم، لوله ها و نوارهای مواد خام استفاده می شود.همچنین به عنوان عایق برای انواع سوکت ها، تکیه گاه ها، تجهیزات مایکروویو فرکانس بالا و الکترودهای صنایع الکتروشیمیایی استفاده می شود.

6. مصالح ساختمانی

پارچه شیشه ای آغشته به پراکندگی PTFE یک مصالح ساختمانی سازه غشایی عالی است.دارای انتقال نور عالی است که می تواند هزینه روشنایی و تهویه مطبوع را کاهش دهد.ماندگاری بیش از 20 سال است.می تواند هزینه های رنگ آمیزی و تمیز کردن را کاهش دهد.دوره ساخت سقف های قاب بزرگ را می توان کوتاه کرد.50% می تواند هزینه مصالح سقف را تا 50% و کل هزینه ساخت و ساز را تا 20% کاهش دهد.بنابراین، برای مصالح سقف زمین های بیرونی، عرصه ها، استادیوم ها، پیست های اسکیت، استخرهای شنا، نمایشگاه های بزرگ، باغ وحش ها و باغ های گیاه شناسی، ایستگاه های حمل و نقل و غیره مناسب است.

7. مواد افزودنی روان کننده

در شرایط روانکاری مرزی، موثرترین راه برای کاهش ضریب اصطکاک، انتخاب مواد افزودنی روان کننده مناسب است.دستگاه پودر PTFEیک افزودنی جامد متداول است.آزمایش‌ها نشان می‌دهد که افزودن مقدار مشخصی از مواد افزودنی جامد به روغن موتور می‌تواند به طور موثری در حدود 5 درصد از روغن سوخت موتور را ذخیره کند.

8. مواد ماشین آلات کشاورزی

با استفاده از ویژگی های خود روان کننده، چسبنده سخت و مقاوم در برابر سایش PTFE پر شده، می توان آن را به طور گسترده به آستر صفحه بولدوزر، سطل بیل مکانیکی و آستر داخلی محفظه کمپرسی و غیره تبدیل کرد تا کارایی و پایداری را بهبود بخشد. از انتقال مواد

9. مواد روزانه

سطح آهن کاری با روکش PTFE هم مقاوم در برابر سایش است و هم مقاومت اصطکاک پایینی دارد.ووک و پلوپز با روکش PTFE دارای ویژگی های مواد غذایی نچسب هستند.تیغه با a چسبانده شده یا منبت کاری شده استفیلم PTFEو تیغه آن سفت است وقتی گونه ها حرکت می کنند، مقاومت هم روی پوست کم است و هم نرم.

10. توسعه کاربردهای ماشین آلات جدید

علاوه بر کاربرد و نتایج تحقیقات ازماشین آلات PTFEصنعت، با در نظر گرفتن عملکرد مواد و ساختار، PTFE چشم انداز گسترده ای در صنعت ماشین آلات صنعت خودرو، سلاح های متعارف، کشتی ها، هوا فضا و انرژی اتمی، پزشکی، حفاظت از محیط زیست و غیره دارد.