El nucli de PTFE modificat és la introducció d’un material de segona fase a la matriu PTFE a través del farciment o la barreja, millorant així les seves propietats mecàniques, tèrmiques o funcionals. Els materials modificats comuns es poden dividir en les categories següents:
1. Filler - Modificació del tipus: Mecànica millorada i resistència al desgast
La modificació del tipus Filler - tracta directament les mancances físiques de PTFE afegint farcits inorgànics o orgànics. Els farcits comuns i les seves funcions són les següents:
Fibra de vidre (GF): normalment inclou del 5% al 40%. La fibra de vidre millora significativament la resistència a la compressió de PTFE (fins a 2-3 vegades), la resistència al fluix i l’estabilitat dimensional, alhora que redueix el flux en fred. Tot i això, el seu coeficient de fricció pot augmentar lleugerament, requerint optimització amb altres càrregues.
Fibra de carboni (CF): normalment inclou del 5% al 15%. Les fibres de carboni no només milloren la força mecànica, sinó que també imparteixen una conductivitat tèrmica més elevada (el coeficient de conductivitat tèrmica augmenta de 0,25 W/(m · k) per a PTFE pur a aproximadament 5 W/(M · K)), fent -los adequats per a aplicacions de segellament dinàmic de càrrega dinàmica -. A més, l’activitat superficial de les fibres de carboni millora l’adhesió de PTFE a altres materials.
En pols de bronze (aliatge CUSN): el nivell d’addició és normalment del 10% al 30%. La pols de bronze millora significativament la resistència al desgast del PTFE (reduint la taxa de desgast en més del 80%) i millora la conductivitat tèrmica (augmentant el coeficient de conductivitat tèrmica a aproximadament 2-3 W/(m · k)). S’utilitza habitualment en parts que requereixen fricció lliscant, com ara coixinets i rails de guia.
Disulfur de molibdè (MOS₂): 1% a 5%. Com a lubricant sòlid, Mos₂ redueix encara més el coeficient de fricció (a 0,03 - 0,05) i millora la resistència al desgast, fent-lo especialment adequat per a les necessitats de lubricació en entorns de buit o d’alta temperatura.
Grafit: del 5% al 20%. El grafit, similar a MOS₂, té una estructura en capes que proporciona una lubricació autònoma -, alhora que millora la conductivitat tèrmica i elèctrica (si es requereix blindatge electromagnètic).
El farcit combinat (per exemple, la fibra de vidre + la fibra de carboni + Mos₂) pot aconseguir simultàniament l’optimització objectiva multi - de gran resistència, baixa fricció i resistència al desgast. Per exemple, una formulació PTFE modificada utilitzada en un segell industrial consisteix en: PTFE Matrix + 20% Fibra de vidre + 5% Fibra de carboni + 3% Mos₂. La seva velocitat de desgast és de només 1/10 la de PTFE pura i pot funcionar de manera estable a temperatures elevades de 200 graus durant molt de temps.
2. Modificació de combinació: ampliar els límits funcionals
La modificació de la barreja és el procés de combinació de PTFE amb altres polímers o materials funcionals per impartir propietats especialitzades:
Èster de polifenilè (PPE): la barreja amb PTFE millora la resistència a la calor (estenent Long - Termini Temperatures de funcionament a més de 300 graus) i millora la fluïdesa de processament de fosa, fent -la adequada per a la modelat per injecció de complexes - en forma de peces. Polyetheretherketone (PEEK): L’addició d’una petita quantitat de PEEK (5%-10%) pot millorar la rigidesa de PTFE mantenint un cert grau de flexibilitat, fent-lo adequat per a aplicacions que requereixen resistència d’impacte.
Els farcits conductors (com els nanotubs de carboni i els micropowders metàl·lics): afegint càrregues conductives, PTFE modificat pot aconseguir propietats de blindatge electromagnètic (reduint la resistivitat de la superfície a menys de 10³ω/sq), fent que sigui adequat per utilitzar -lo en segells electrònics o anti {1-.
3. Modificació del tractament superficial: optimització dirigida a les propietats interfacials
A més d’omplir i barrejar, els tractaments químics superficials (com el gravat plasmàtic i el sodi - tractament de naftalè) poden alterar la polaritat de la superfície de PTFE, millorant la seva adhesió a altres materials (com ara metalls i goma). Això el fa adequat per a parts que requereixen estructures compostes (com ara PTFE i juntes laminades d’acer inoxidable).
Anàlisi dels materials bàsics utilitzats en la fabricació de peces de PTFE modificades
En el camp industrial, el politetrafluoroetilè (PTFE) s’utilitza àmpliament a causa de la seva excel·lent inertesa química, alta resistència a la temperatura - i coeficient de fricció baixa. Tanmateix, la força mecànica, la resistència al desgast i les propietats de processament del PTFE pur sovint no compleixen els requisits de les condicions de treball complexes, de manera que l’optimització del seu rendiment mitjançant la tecnologia de modificació es converteix en la clau. El nucli de la fabricació de peces de PTFE modificades és la selecció de la combinació adequada de substrat i additius per equilibrar la funcionalitat, la durabilitat i el cost - efectivitat.
