Влияние наполнителей на свойства фторопласта (ПТФЭ/PTFE/Ф4)

Несмотря на замечательные свойства чистого, без наполнителей или исходного фторопласта, их недостаточно для решения целого ряда более сложных инженерных задач.

В частности, его текучесть в естественных условиях или деформация во времени исключает использование ПТФЭ для решения задач в области механики. Находясь в нагруженном состоянии, фторопласт существенно деформируется со временем даже при комнатной температуре.

Кроме того, исходный PTFE не обладает упругостью и быстро изнашивается, несмотря на низкий коэффициент трения.

В 1960 году было обнаружено, что путем введения наполнителей можно улучшить некоторые физические свойства, в частности сопротивление деформации во времени и износостойкость. Большинство наполнителей стабильны при температурах до 400 °С, поэтому они не ограничивают верхний температурный диапазон фторопласта.

Ниже перечислены несколько основных наполнителей с описанием их воздействия на физические свойства материала на основе PTFE.

·         Стекловолокно и дисульфид молибдена (PTFE+glass/Ф4С15М5)

·         Кокс и сажа (PTFE+carbon/Ф4К20)

·         Бронза (PTFE+bronze/ Ф4Бр40)

·         Углеродные волокна

·         Углерод и углеграфит

·         Графит

·         Красители

Компания «ПК «Сатурн» постоянно занимается поиском уникальных смесей и составов, которые улучшают эксплуатационные характеристики уплотнений при работе в самых экстремальных условиях.

Углеродное волокно

Углеволоконный наполнитель фторопласта изменяет его свойства так же, как стекловолокно. Он снижает деформацию во времени, увеличивает гибкость и модуль упругости при сжатии, а также повышает твердость. В общем случае, для достижения одинакового эффекта углеродного волокна требуется меньше, чем стекловолокна. Составы из фторопласта с углеволоконным наполнителем обладают меньшим коэффициентом теплового расширения и более высокой теплопроводностью. Водяная смазка изделий с углеволокном снижает интенсивность изнашивания. Уплотнения из фторопласта с добавлением углеродного волокна используется в пневматических уплотнениях.

Углеволокно химически инертно и  может использоваться в сильных щелочах и плавиковой кислоте. Применяется во всех видах смазочных и несмазочных жидкостях, в гидравлических маслах без цинка, при работе с мягкими контактными поверхностями, обладает хорошей устойчивостью на экструдирование.

Углерод и углеграфит

Углерод снижает деформацию во времени, повышает жесткость и увеличивает теплопроводность фторопласта. Износостойкость состава с углеродным наполнителем особенно улучшается в сочетании с графитом. Углерод является одним из самых инертных наполнителей, если не учитывать окислительные среды, в которых стекловолокно имеет преимущество.

Углерод придает некоторую электропроводность. ПТФЭ с углеродным наполнителем обычно используется для уплотнительных деталей пневматики.

Составы с углеродом в сочетании с графитом лучше всего подходят для узлов трения, работающих без смазки.

Графит

Графит представляет собой кристаллическую модификацию углерода с высокой степенью очистки. Фторопласт с графитовым наполнителем обладает самым низким коэффициентов трения благодаря антифрикционным свойствам графита. Он имеет превосходную износостойкость, особенно в паре с мягкими сопрягаемыми, а также показывает высокую несущую способность в высокосростных контактных уплотнениях.

Графит химически инертный, что позволяет использовать его в агрессивных средах. Применяется в гидравлических маслах и масляной пневматике, для всех смазочных и несмазочных жидкостей, обладает высокой устойчивостью при экструдировании, хорошей химической устойчивостью

Ароматический полиэфир

Ароматический полиэфир в качестве наполнителя повышает стойкость фторопласта  к воздействие температур и отлично работает с мягкими динамически сопрягаемыми поверхностями.

Не рекомендуется для уплотнений,  работающих в среде пара с температурой выше 12С :С.

Красители

Для придания фторопласту цвета используют неорганические красители, которые способны выдеживать температуру спекания PTFE. Пигменты не оказывают существенного влияния на свойства фторопласта. Допускается сочетание красителей с другими наполнителями, например стекловолокном, бронзой, коксом.