สูตรผสมแบบคลาสสิกของ PTFE อธิบายอย่างง่ายดาย

ข้อสรุป: ไม่มีสูตรลับอันทรงพลังเพียงสูตรเดียวสำหรับ PTFE ที่อุตสาหกรรมทั้งหมดใช้ร่วมกัน

ตามข้อมูลสาธารณะล่าสุดจาก Chemours/Teflon การเติมสารเสริมลงใน PTFE (filled PTFE) มักหมายถึงการเติมสารอนินทรีย์ (inorganic fillers) ลงในผง PTFE ปริมาณ 5–40 น้ำหนักเปอร์เซ็นต์ (wt%) Teflon™ PTFE 7C X ระบุอย่างชัดเจนว่า “แนะนำให้นำไปผสมกับสารเสริม” โดยเฉพาะผงโลหะ หลังจากตรวจสอบข้อมูลนี้อย่างละเอียดกับมาตรฐานที่เผยแพร่โดย Daikin ช่วงปริมาณสารเสริมและแผนภูมิเปรียบเทียบของ 3M Dyneon รวมทั้งข้อมูลเก่าจาก DuPont สูตรที่ปรากฏซ้ำๆ บ่อยครั้งในการผลิต PTFE จริงคือสูตรต่อไปนี้

ร้อยละทั้งหมดคำนวณตาม น้ำหนักของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป (wt%) .

(1) 85/15: PTFE + เส้นใยแก้ว 15%

นี่คือเกรดที่เสริมความแข็งแรงทั่วไปที่พบได้บ่อยที่สุด Daikin ระบุอย่างเปิดเผยว่าเป็นเกรด 15GL ส่วน 3M ก็ระบุว่าเส้นใยแก้วเป็นหนึ่งในสารเสริมที่ใช้บ่อยที่สุด โดยปกติจะใช้ได้สูงสุดถึง 25 น้ำหนักเปอร์เซ็นต์ และอาจสูงได้ถึง 40 น้ำหนักเปอร์เซ็นต์ สูตรนี้ให้ความมั่นคงของขนาดที่ดี ต้านทานการไหลแบบเย็น (cold flow) ได้ดี และทนความร้อนได้ดี ข้อเสียคือทำให้พื้นผิวคู่สัมผัสสึกหรอมากขึ้น จึงไม่เหมาะสำหรับใช้ร่วมกับโลหะที่มีความแข็งต่ำ

(2) 75/25: PTFE + เส้นใยแก้ว 25%

นี่คือเวอร์ชันแบบหนักพิเศษของสูตรผสมเส้นใยแก้ว 15% และเป็นหนึ่งในสูตรมาตรฐานที่มีมาตั้งแต่สมัยแรกๆ Daikin ระบุสูตรนี้ว่าเป็น 25GL ตัวอย่างการเปรียบเทียบของ 3M ก็รวมสูตรที่มีเส้นใยแก้ว 25% ด้วย สูตรนี้มีความแข็งมากกว่าและต้านทานการไหลของวัสดุ (creep) ได้ดีกว่าสูตร 15% แต่ก็ส่งผลให้ผิวสัมผัสคู่ (mating surface) สึกหรอมากขึ้นเช่นกัน

(3) 80/15/5: PTFE + เส้นใยแก้ว 15% + กราไฟต์ 5%

หนึ่งในสูตรซีลที่มีแรงเสียดทานต่ำแบบคลาสสิกที่สุด แผนภูมิอัตราการสึกหรอที่เผยแพร่โดย 3M ใช้สูตรผสมเส้นใยแก้ว 15% / กราไฟต์ 5% เป็นตัวอย่างของสูตรที่มีอัตราการสึกหรอน้อย ข้อมูลเก่าจาก DuPont ก็จัดสูตรผสมเส้นใยแก้วพร้อมกราไฟต์ไว้ในกลุ่มที่มีอัตราการสึกหรอน้อยเมื่อใช้กับเหล็กกล้าธรรมดา

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

Daikin ระบุเกรดมาตรฐานว่าเป็น 15GL5M บริษัท 3M ระบุว่า MoS₂ มักถูกเติมเป็นสารเสริมรอง (secondary filler) ไม่เกิน 5 น้ำหนักเปอร์เซ็นต์ โดยแรงเสียดทานต่ำสุดมักเกิดจากกราไฟต์หรือ MoS₂ เพียงอย่างเดียว หรือผสมร่วมกับเส้นใยแก้ว ข้อมูลจาก DuPont ก็จัดสูตรผสมเส้นใยแก้ว/ MoS₂ ไว้ในโซนที่มีอัตราการสึกหรอน้อย

(5) 85/15: PTFE + กราไฟต์ 15%

สูตรแบบดั้งเดิมที่มีแรงเสียดทานต่ำ ซึ่งเป็นมิตรกับพื้นผิวคู่ที่สัมผัสกันแบบนุ่มกว่า Daikin ระบุสูตรนี้ว่าเป็น 15GR บริษัท 3M ระบุว่ากราไฟต์มักใช้ในปริมาณประมาณ 5 น้ำหนัก% เป็นสารหล่อลื่นเติมรอง แต่สามารถเพิ่มขึ้นได้สูงสุดถึง 20 น้ำหนัก% เพื่อปรับปรุงการนำความร้อน สูตรที่มีกราไฟต์โดยทั่วไปให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำที่สุด

(6)75/25: PTFE + 25% คาร์บอน

อีกหนึ่งสายผลิตภัณฑ์ PTFE แบบคลาสสิก แบ่งออกเป็นคาร์บอนชนิดแข็งและคาร์บอนชนิดนุ่ม Daikin ระบุทั้ง 25CAR (คาร์บอนชนิดแข็ง) และ 25CAR/R (คาร์บอนชนิดนุ่ม) ช่วงปริมาณทั่วไปของ 3M คือคาร์บอนชนิดนุ่มสูงสุด 25 น้ำหนัก% และคาร์บอนชนิดแข็งสูงสุด 35 น้ำหนัก% คาร์บอนชนิดแข็งมักใช้ในงานที่ต้องรับโหลดสูง ทนต่อการสึกหรอ และแหวนลูกสูบ ในขณะที่คาร์บอนชนิดนุ่มมักใช้ในงานที่ไม่มีสารหล่อลื่น (dry running) และปลอกปิดแบบซีล

(7)90/10: PTFE + 10% เส้นใยคาร์บอน

สูตรที่พบได้ทั่วไปมากสำหรับซีลที่ใช้หล่อลื่นด้วยน้ำหรือซีลไฮดรอลิก Daikin มีสูตร 10CF บริษัท 3M ระบุว่าเส้นใยคาร์บอนมักใช้ได้สูงสุดถึง 15 น้ำหนัก% และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาวะที่มีของเหลว คู่มือการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีน้ำของ DuPont ก็จัดเส้นใยคาร์บอนไว้ในกลุ่มวัสดุที่มีการสึกหรอน้อยเช่นกัน

(8)60/40: PTFE + 40% ทองแดง-ดีบุก

หนึ่งในตระกูล PTFE ที่เก่าแก่ที่สุดสำหรับระบบไฮดรอลิกความดันสูง บริษัท Daikin ระบุรุ่น 40BRR ไว้ ขณะที่ 3M ระบุว่าผงทองแดงสามารถเติมได้สูงสุดถึง 60 น้ำหนัก% โดยเน้นที่คุณสมบัติทนการสึกหรอสูง ใช้งานกับระบบไฮดรอลิกความดันสูง และมีการนำความร้อนได้ดี ข้อมูลจาก DuPont ก็ระบุว่าทองแดงอยู่ในกลุ่มวัสดุที่ให้ค่าการสึกหรอน้อยสำหรับเหล็กกล้าธรรมดา ข้อเสีย: คุณสมบัติด้านเคมีและไฟฟ้าลดลง และไม่เหมาะสำหรับการใช้งานกับน้ำ

(9)60/30/10: PTFE + ทองแดง 30% + เส้นใยคาร์บอน 10%

สูตรนี้จัดว่าเป็น 'เวอร์ชันสำหรับรับภาระหนักแบบคลาสสิก' มากกว่าจะเป็นมาตรฐานสากล แผนภูมิการสึกหรอของ 3M ใช้ ทองแดง 30% / เส้นใยแก้ว 10% และแสดงให้เห็นว่ามีค่าปัจจัยการสึกหรอต่ำที่สุดในแผนภูมินั้น — ซึ่งสอดคล้องกับแนวคิดการออกแบบเพื่อทนต่อสภาวะแรงดันสูง-ความเร็วสูง (high-PV) และงานหนัก

หากสรุปประเด็นทั้งหมดข้างต้นให้กระชับลงเป็นรายการสั้นๆ แล้ว สูตรผสม PTFE แบบคลาสสิกที่สุดคือ ตระกูลสูตรผสม PTFE แบบคลาสสิกที่สุด is: เส้นใยแก้ว 15%, เส้นใยแก้ว 25%, เส้นใยแก้ว 15% + กราไฟต์ 5%, เส้นใยแก้ว 15% + MoS₂ 5% 2 , คาร์บอน 25%, เส้นใยคาร์บอน 10%, ทองแดง 40% .

นี่ไม่ใช่คำตอบอย่างเป็นทางการแบบเดียวที่บริษัทใดบริษัทหนึ่งกำหนดไว้ แต่เป็นเพียงบทสรุปที่ได้จากการเปรียบเทียบแนวทางการเติมสารเติมแต่งของ Chemours/เทฟลอน ระดับมาตรฐานทั่วไปของ Daikin องค์ประกอบและแผนภูมิทั่วไปของ 3M รวมทั้งบันทึกเก่าของ DuPont

ข้อเตือนใจสั้นๆ สองข้อในตอนท้าย ประการแรก แคตตาล็อกสาธารณะเกือบทั้งหมดใช้ wt% แต่ในการอภิปรายเก่าของ DuPont บางฉบับกล่าวถึง "ประมาณ 20 ปริมาตร% เพื่อให้เกิดการสึกหรอน้อยที่สุด" ท่านไม่สามารถเปรียบเทียบค่าร้อยละน้ำหนัก (wt%) กับร้อยละปริมาตร (vol%) โดยตรงได้ เนื่องจากความหนาแน่นของทองแดงบรอนซ์ ไฟเบอร์แก้ว และคาร์บอนนั้นมีความแตกต่างกันมาก ประการที่สอง แรงเสียดทานและการสึกหรอของ PTFE ได้รับผลกระทบอย่างมากจาก รูปร่างของสารเติมแต่ง ปริมาณสารเติมแต่ง แรงโหลด ความเร็ว วัสดุคู่ที่สัมผัสกัน และสภาพแวดล้อม สูตรคลาสสิกเดียวกันนี้อาจให้ผลการจัดอันดับที่ต่างกันมากเมื่อใช้งานกับเหล็กแห้งเทียบกับสภาวะที่หล่อลื่นด้วยน้ำ