Οι κλασικές συνταγές ανάμειξης PTFE εξηγούνται απλά

Συμπέρασμα: Δεν υπάρχει μία μόνο «χρυσή μυστική συνταγή» για το PTFE που χρησιμοποιεί ολόκληρη η βιομηχανία.

Σύμφωνα με τις τρέχουσες δημόσιες πληροφορίες της Chemours/Teflon, το ενισχυμένο PTFE συνήθως σημαίνει την προσθήκη 5–40 βαρ. % ανόργανων πληρωτικών στο πούδρα PTFE. Το Teflon™ PTFE 7C X αναφέρεται ρητώς ως «συνιστώμενο για ανάμειξη με πληρωτικά», ιδιαίτερα με μεταλλικά πούδρα. Μετά από διασταυρωτικό έλεγχο αυτού με τα δημοσιευμένα πρότυπα της Daikin, τις περιοχές πληρωτικών και τα διαγράμματα σύγκρισης της 3M Dyneon και τα παλιά δεδομένα της DuPont, οι συνταγές που εμφανίζονται επανειλημμένα στην πραγματική παραγωγή PTFE είναι οι παρακάτω.

Όλα τα ποσοστά είναι κατά τελικό βάρος (βαρ. %) .

(1) 85/15: PTFE + 15% ίνες γυαλιού

Αυτή είναι η πιο συνηθισμένη γενικού σκοπού βελτιωμένη τάξη. Η Daikin την αναφέρει δημόσια ως 15GL. Η 3M αναφέρει επίσης τη γυάλινη ίνα ως ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα πληρωτικά, συνήθως μέχρι 25 βαρ. % και μέχρι και 40 βαρ. %. Παρέχει καλή σταθερότητα διαστάσεων, αντιστέκεται στην ψυχρή ροή και αντέχει καλά στη θερμότητα. Μειονέκτημα: προκαλεί μεγαλύτερη φθορά στην αντικρινόμενη επιφάνεια, επομένως δεν είναι κατάλληλη για χρήση με μαλακά μέταλλα.

(2) 75/25: PTFE + 25% Γυάλινη Ίνα

Αυτή είναι η εκδοχή υψηλής απόδοσης του μείγματος με 15% γυάλινη ίνα και μία από τις παλαιότερες τυποποιημένες συνθέσεις. Η Daikin την αναφέρει ως 25GL. Τα δείγματα σύγκρισης της 3M περιλαμβάνουν επίσης 25% γυάλινη ίνα. Είναι σκληρότερη και αντιστέκεται καλύτερα στην πλαστική παραμόρφωση (creep) από την εκδοχή με 15%, αλλά προκαλεί ακόμη μεγαλύτερη φθορά στην αντικρινόμενη επιφάνεια.

(3) 80/15/5: PTFE + 15% Γυάλινη Ίνα + 5% Γραφίτη

Μία από τις πιο κλασικές συνθέσεις σφραγίδων χαμηλής τριβής. Ο δημοσιευμένος πίνακας φθοράς της 3M χρησιμοποιεί ακριβώς την αναλογία 15% γυάλινη ίνα / 5% γραφίτης ως παράδειγμα χαμηλής φθοράς. Τα παλαιά δεδομένα της DuPont τοποθετούν επίσης το μείγμα γυάλινης ίνας και γραφίτη στη ζώνη χαμηλής φθοράς για ήπιο χάλυβα.

(4) 80/15/5: PTFE + 15% Γυάλινη Ίνα + 5% MoS 2

Η Daikin αναφέρει την τυποποιημένη βαθμίδα 15GL5M. Η 3M αναφέρει ότι το MoS₂ συνήθως προστίθεται ως δευτερεύων γεμιστικός παράγοντας μέχρι 5 βαρ. %, ενώ ο χαμηλότερος συντελεστής τριβής επιτυγχάνεται συνήθως με γραφίτη ή MoS₂ μόνο ή σε μίγμα με γυάλινες ίνες. Τα δεδομένα της DuPont τοποθετούν επίσης τις συνθέσεις γυάλινων ινών/MoS₂ στη ζώνη χαμηλής φθοράς.

(5) 85/15: PTFE + 15% Γραφίτης

Μια παλιάς σχολής σύνθεση χαμηλής τριβής, η οποία είναι πιο ήπια προς τις μαλακές αντιτριβικές επιφάνειες. Η Daikin την αναφέρει ως 15GR. Η 3M σημειώνει ότι ο γραφίτης χρησιμοποιείται συνήθως σε ποσοστό περίπου 5 βαρ. % ως δευτερεύων λιπαντικός γεμιστικός παράγοντας, αλλά μπορεί να φτάσει μέχρι και 20 βαρ. % για βελτίωση της αγωγιμότητας της θερμότητας. Οι συνθέσεις με γραφίτη παρέχουν συνήθως τον χαμηλότερο συντελεστή τριβής.

(6) 75/25: PTFE + 25% Άνθρακα

Μια άλλη κλασική γραμμή PTFE, διαιρεμένη σε σκληρό άνθρακα και μαλακό άνθρακα. Η Daikin αναφέρει και τις δύο εκδόσεις 25CAR (σκληρός άνθρακας) και 25CAR/R (μαλακός άνθρακας). Το συνηθισμένο εύρος της 3M είναι μέχρι 25 βαρ. % για μαλακό άνθρακα και μέχρι 35 βαρ. % για σκληρό άνθρακα. Ο σκληρός άνθρακας χρησιμοποιείται κυρίως για υψηλά φορτία, αντοχή στη φθορά και δακτυλίους εμβόλου, ενώ ο μαλακός άνθρακας χρησιμοποιείται κυρίως για λειτουργία χωρίς λίπανση και μπουσόνια σφραγίδων.

(7) 90/10: PTFE + 10% Ινών Άνθρακα

Μια πολύ τυπική σύνθεση για σφραγίδες με λίπανση νερού ή υδραυλικές σφραγίδες. Η Daikin χρησιμοποιεί την 10CF. Η 3M αναφέρει ότι η ίνα άνθρακα χρησιμοποιείται συνήθως μέχρι 15 βάρους % και είναι προφανώς κατάλληλη για υγρές συνθήκες. Ο οδηγός της DuPont για περιβάλλοντα με νερό τοποθετεί επίσης την ίνα άνθρακα στην πλευρά χαμηλής φθοράς.

(8)60/40: PTFE + 40% Ορείχαλκος

Μία από τις παλαιότερες οικογένειες PTFE για υψηλής πίεσης υδραυλικά συστήματα. Η Daikin αναφέρει την 40BRR. Η 3M αναφέρει ότι η συμπλήρωση με σκόνη ορειχάλκου μπορεί να φτάσει μέχρι 60 βάρους %, με έμφαση στην υψηλή αντοχή στη φθορά, τα υδραυλικά υψηλής πίεσης και την καλή αγωγιμότητα θερμότητας. Τα δεδομένα της DuPont τοποθετούν επίσης τον ορείχαλκο στην περιοχή χαμηλής φθοράς για ήπιο χάλυβα. Μειονεκτήματα: χειρότερη χημική και ηλεκτρική απόδοση και μη καταλληλότητα για χρήση με νερό.

(9)60/30/10: PTFE + 30% Ορείχαλκος + 10% Ίνα άνθρακα

Αυτή είναι περισσότερο μια «κλασική εκδοχή για βαριά φορτία» παρά ένα καθολικό πρότυπο. Ο πίνακας φθοράς της 3M χρησιμοποιεί 30% ορείχαλκο / 10% γυάλινη ίνα και δείχνει ότι έχει τον χαμηλότερο συντελεστή φθοράς σε αυτόν τον πίνακα — τυπική σκέψη για υψηλή τιμή PV και βαριά χρήση.

Εάν συνοψίσουμε όλα τα παραπάνω σε μία σύντομη λίστα, το η πιο κλασική οικογένεια μειγμάτων PTFE είναι: 15% γυάλινη ίνα, 25% γυάλινη ίνα, 15% γυάλινη ίνα + 5% γραφίτη, 15% γυάλινη ίνα + 5% MoS 2 , 25% άνθρακα, 10% ίνες άνθρακα, 40% ορείχαλκος .

Αυτό δεν είναι η επίσημη «μοναδική απάντηση» καμίας εταιρείας. Είναι απλώς μία σύνοψη που προκύπτει από τη σύγκριση των οδηγιών πληρωτικών υλών της Chemours/Teflon, των τυποποιημένων βαθμών της Daikin, των συνήθων περιεχομένων και διαγραμμάτων της 3M, καθώς και παλαιών αρχείων της DuPont.

Δύο σύντομες υπενθυμίσεις στο τέλος. Πρώτον, σχεδόν όλοι οι δημόσιοι κατάλογοι χρησιμοποιούν wt% , αλλά ορισμένες παλαιές συζητήσεις της DuPont αναφέρουν «περίπου 20 vol% για την ελάχιστη φθορά». Δεν μπορείτε να συγκρίνετε απευθείας wt% και vol%, διότι ο ορείχαλκος, η γυάλινη ίνα και ο άνθρακας έχουν πολύ διαφορετικές πυκνότητες. Δεύτερον, η τριβή και η φθορά του PTFE επηρεάζονται σημαντικά από το σχήμα του πληρωτικού, την ποσότητα, το φορτίο, την ταχύτητα, το αντιτιθέμενο υλικό και το περιβάλλον . Η ίδια «κλασική σύνθεση» μπορεί να έχει πολύ διαφορετική απόδοση σε λειτουργία με ξηρή επαφή με χάλυβα σε σύγκριση με λειτουργία λιπαινόμενη με νερό.