خواص پلی (PTFE) در فشرده سازی - مقدمه

PTFE یک ماده بسیار مفید است زیرا ترکیب منحصر به فردی از خواص دارد.PTFE از نظر شیمیایی بی اثر، مقاوم در برابر آب و هوا، عایق الکتریکی عالی، مقاومت در برابر دمای بالا، ضریب اصطکاک پایین و خواص غیرچسبندگی است.

پلیمرها معمولاً در ساخت و مهندسی استفاده می شوند، با این حال، تحقیقات منتشر شده که خواص مکانیکی آنها را توصیف می کند، با توجه به اهمیت آنها ظاهراً کمتر ارائه شده است.بسیاری از داده‌هایی که ارائه می‌شوند، معمولاً اطلاعات کافی در مورد شجره‌نامه دقیق پلیمر آزمایش‌شده و تاریخچه پردازش آن نمی‌دهند.این احتمالاً به این دلیل است که تعیین مشخصات مواد خط پایه اغلب به سختی انجام آزمایش‌های مکانیکی واقعی است.علاوه بر این، مدل‌سازی کامپیوتری دقیق پاسخ مکانیکی پلیمر هنوز در مراحل ابتدایی است.بسیاری از روش‌های تجربی معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما معمولاً در خارج از محدوده پارامترهای باریک نادرست هستند.یکی از دلایل این امر، جدای از پیچیدگی پاسخ پلیمری، این است که اغلب داده ها خارج از محدوده پارامترهای تجربی محدودی برای به چالش کشیدن و گسترش استحکام مدل های سازنده مبتنی بر تجربی یا پدیدارشناسی در دسترس نیستند.در اینجا، ما اولین نتایج یک تلاش چند رشته‌ای هماهنگ را با هدف درک پاسخ مکانیکی یک پلیمر خوب از دیدگاه تجربی و بعداً همراه با تولید یک مدل نظری قوی که قادر به پیاده‌سازی در کدهای کامپیوتری است، ارائه می‌کنیم. .

پلیمر توصیف شده در این مطالعه پلی (تترا فلوئورواتیلن) ​​(PTFE) است.این به دلایل مختلفی انتخاب شد، از جمله استفاده از آن به عنوان یک ماده مهندسی رایج برای قطعات کوچک با کارایی بالا و در دسترس بودن آن از چندین سازنده.در حالی که در گذشته به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است، در 25 سال گذشته در ادبیات باز مورد توجه کمی قرار گرفته است.ما به دلیل پیچیدگی ساختاری و کمبود داده‌های مکانیکی، این ماده را مجدداً بررسی کردیم.PTFE از بسیاری جهات یک ماده قابل توجه است.این ویژگی های مفیدی را در وسیع ترین محدوده دمایی هر پلیمری از خود نشان می دهد.PTFE مقداری انعطاف پذیری را در دمای 4 K حفظ می کند و در برخی شرایط در دمای 540 درجه سانتیگراد استفاده می شود. در همه حلال های رایج نامحلول است و تقریباً در برابر تمام مواد اسیدی و سوزاننده مقاوم است.PTFE دارای بالاترین مقاومت در برابر هر ماده، استحکام دی الکتریک بسیار بالا و تلفات دی الکتریک کم است.ضریب اصطکاک لغزشی بین PTFE و بسیاری از مواد مهندسی بسیار کم است و هنگامی که با ترکیبات کاهنده سایش پخته می شوند، یک کلاس صنعتی مهم از مواد یاتاقان تشکیل می شود.همراه با ضریب اصطکاک پایین و پایداری شیمیایی، PTFE برای سایر مواد تقریبا غیرممکن است که به آن بچسبند.این ویژگی اغلب در فناوری پردازش صنعتی استفاده می شود که در آن سهولت تمیز کردن مهم است.یکی از جنبه‌های PTFE که آن را از کاربردهای صنعتی و مهندسی گسترده‌تر باز داشته، ویسکوزیته مذاب بالای آن است (1011 P در 380 8C).این امر از امکان تزریق و قالب گیری دمشی جلوگیری می کند و تنها فرآیندهای گران قیمت زینترینگ و تولید اکستروژن برای تولید قطعات در دسترس هستند.

این مقاله بر روی توصیف مواد خط پایه و پاسخ فشاری مواد PTFE شجره‌ای در نرخ‌های کرنش و دماهای مختلف تمرکز دارد.مقالات آتی به پاسخ کششی و برشی، اثرات دقیق بلورینگی پلیمر، رفتار بالستیک و شوک و توسعه یک مدل ساختاری نظری کاربردی می پردازند.

تحقیقات قبلی بسیار کمی در مورد خواص فشاری PTFE منتشر شده است.برخی تحقیقات در مورد خواص خزش وجود دارد، اما از نظر تغییر شکل مهندسی، تنها شش مرجع مورد توجه نویسندگان قرار گرفته است.در سال 1963، دیویس مقاله ای در مورد توسعه یک سیستم نوار اسپلیت هاپکینسون منتشر کرد.به عنوان بخشی از این گزارش، یک منحنی تنش/کرنش دمای اتاق برای PTFE در z1700 sK1 ارائه شد.حداکثر کرنش اعمال شده در این سیستم تنها 3 درصد بود.داده‌های نرخ کرنش بالا در پلیمر در مقابل دما توسط Gray and Walley منتشر شد.کو داده‌های تنش/کرنش را برای یک محصول PTFE صنایع شیمیایی Imperial به نام Halon G-80 در سال 1965 منتشر کرد.اثرات دما بر پاسخ مکانیکی نیز به طور خلاصه مورد بحث قرار گرفت.