Polytetrafluorethylen (PTFE) ist ein Polymer mit ultrahohem Molekulargewicht, das aus Fluor- und Kohlenstoffatomen besteht, was es zu einem der vielseitigsten Kunststoffe für Anwendungen macht, für die andere Materialien nicht geeignet sind. PTFE wird aus dem Monomer Tetrafluorethylen (TFE) hergestellt.

Besondere Merkmale sind:

• Hohe Wärmebeständigkeit.
• Hohe Beständigkeit gegen Chemikalien und Lösungsmittel.
• Hochgradig antiadhäsiv.
• Hohe dielektrische Eigenschaften.
• Niedriger Reibungskoeffizient.
• Ungiftig.

PTFE ist ein hochkristallines Plastomer: Bei 340 °C behält es eine hohe Viskosität, so dass für die Herstellung von PTFE-Fertigteilen und -Halbzeugen besondere Verarbeitungstechniken erforderlich sind.

Er kann in einem Temperaturbereich von -200°c bis +260°c eingesetzt werden und es gibt verschiedene Typen:

• MODIFIZIERTES PTFE: Die Modifizierung der Molekularstruktur des Polymers verbessert seine Eigenschaften in Bezug auf Verformung, Dielektrizität, Transparenz, Schweißbarkeit und Heißverformbarkeit.
• Gefülltes PTFE: Der Zusatz geeigneter anorganischer und polymerer Füllstoffe verbessert seine Verformungs-, Verschleiß-, Ausdehnungs- und Leitfähigkeitseigenschaften.

DIE THERMISCHEN EIGENSCHAFTEN VON PTFE

Ptfe hat spezifische thermische Eigenschaften, darunter:

• THERMISCHE STABILITÄT: PTFE ist einer der thermisch stabilsten Kunststoffe. Bei 260°c behält PTFE noch die meisten seiner Eigenschaften bei. Spürbare Zersetzungen treten oberhalb von 400°c auf.
• ÜBERGANGSPUNKTE: Die wichtigsten Übergangspunkte der kristallinen Struktur von PTFE sind zwei: derjenige bei 19 °C, der auch einer Volumenänderung entspricht, und derjenige bei 340 °C, der dem Übergang von der kristallinen in die amorphe Phase unter Beibehaltung einer hohen Viskosität entspricht.
• DILATIONSKOEFFIZIENZ: Der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient variiert mit der Temperatur.
• WÄRMELEITFÄHIGKEIT: Die Wärmeleitfähigkeit von PTFE, die eine sehr begrenzte Temperaturabhängigkeit aufweist, hat sehr niedrige Werte, so dass PTFE als guter Isolator angesehen werden kann. Durch Zugabe geeigneter Füllstoffe lassen sich die Wärmeleitfähigkeitswerte je nach den gewünschten Anwendungen verändern.
• SPEZIFISCHE WÄRME: Die spezifische Wärme kann als konstant angesehen werden, wenn die Temperatur weit von den Phasenübergangswerten entfernt ist.

DAS VERHALTEN VON PTFE GEGENÜBER EXTERNEN AKTEUREN

PTFE zeigt folgendes Verhalten gegenüber äußeren Einflüssen:

• BESTÄNDIGKEIT GEGEN CHEMISCHE REAGENZIEN: PTFE ist praktisch inert gegenüber fast allen bekannten chemischen Reagenzien. Es wird von Chlortrifluorid und Fluor bei hohen Temperaturen und Drücken angegriffen.
• BESTÄNDIGKEIT GEGEN LÖSUNGSMITTEL: PTFE ist in allen Lösungsmitteln bis zu einer Temperatur von ca. 300° C unlöslich.
• PERMEABILITÄT FÜR GASE: Die Permeabilität hängt nicht nur von der Dicke und dem Druck ab, sondern auch von den PTFE-Verarbeitungstechniken.

PHYSIKALISCH-MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN VON PTFE

Hier sind einige der physikalischen und mechanischen Eigenschaften von PTFE aufgeführt:

• FESTIGKEIT UND KOMPRESSIONSBESTÄNDIGKEIT: PTFE kann im Dauerbetrieb bis zu 260°c verwendet werden, während es bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt noch eine gewisse Plastizität bei Kompression besitzt. Durch die Veränderung der Molekularstruktur des Polymers, MODIFIED PTFE, wird seine Druckfestigkeit verbessert.
• BIEGEBESTÄNDIGKEIT: PTFE ist relativ flexibel und bricht nicht, wenn es nach ASTM D 790 mit 0,7 MPa belastet wird. Der Biege-Elastizitätsmodul liegt bei Raumtemperatur bei 350-650 MPa, bei -80°c bei 2000 MPa, bei 100°c bei 200 MPa und bei 260°c bei 45 MPa.
• SCHOCKBESTÄNDIGKEIT: PTFE besitzt auch bei niedrigen Temperaturen eine hohe Elastizität.
• KUNSTSTOFFGEDÄCHTNIS: Wird ein Stück PTFE unter Zug oder Druck unterhalb der Streckgrenze beansprucht, bleibt ein Teil der verursachten Verformungen nach Beendigung der Beanspruchung bestehen (bleibende Verformungen), so dass Spannungen in das Teil eingeleitet werden. Wird das Teil erwärmt, werden diese Spannungen in der Regel abgebaut und das Teil nimmt seine ursprüngliche Form wieder an. Diese Eigenschaft von PTFE wird gemeinhin als „plastisches Gedächtnis“ bezeichnet und in verschiedenen Anwendungen ausgenutzt.
• HÄRTE: Die nach ASTM D 2240 gemessene Härte hat Werte zwischen 50 und 60 Shore D.
• REIBUNGSKoeffizient: PTFE hat von allen festen Werkstoffen die niedrigsten Reibungskoeffizienten zwischen Werten von 0,07 statisch und 0,05 dynamisch.
• VERARBEITUNG: Die Abnutzung hängt von den Eigenschaften der antagonisierten Oberfläche sowie von der Geschwindigkeit und den Belastungen ab. Der Verschleiß wird durch die Aufladung des PTFE mit geeigneten Füllstoffen (LOADED PTFE) erheblich reduziert.

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