vink passion for plastics Tekniset tiedot
Tekniset tiedot polytetrafluorieteeni tunnetaan paremmin nimellä Teflon. Amerikkalainen DuPont kehitti materiaalin toisen maailmansodan aikana ja siitä tuli strateginen materiaali: sitä käytettiin ydinaseteknologiassa. Sodan jälkeen :ä alettiin markkinoida myös muihin käyttötarkoituksiin. :n valmistuksen perustana ovat kloroformi sekä fluorivetyhappo, jotka kaksivaiheisessa prosessissa vapauttavat ensin tetrafluorieteeniä ja polymeraatiossa muodostuu erittäin kiteinen materiaali,. ei ole perinteinen kestomuovi se on paremminkin termoelasti, sillä pitkät molekyyliketjut estävät materiaalin plastisoitumisen kuumennettaessa. Tämä estää :n käsittelyn kestomuovina, toisin sanoen ruisku ja suulakepuristaminen ei ole mahdollista. :stä on kehitetty muita fluorimuoveja, joissa on kyetty säilyttämään useimmat :n hyvät ominaisuudet, mutta niiden työstäminen on helpompaa. Näitä ovat: FEP tetrafluorieteeniheksafluoripropeeni PFA perfluorialkoksi ETFE eteenitetrafluorietyleeni ECTFE eteeniklooritrifluorieteeni Käyttöala :a käytetään, kun tarvitaan erittäin lämmönkestävää ja kemiallisesti kestävää materiaalia. Kun nämä ominaisuudet yhdistetään liukuominaisuuteen sekä pieneen kitkakertoimeen, on selvää että materiaali soveltuu hyvin mm. holkeiksi, tiivisteiksi, kalvoiksi ja liukuelementeiksi. Lisäksi :ä käytetään, sen sähköisten ja eristävien ominaisuuksiensa sekä lämmönkestävyytensä ja pitkäikäisyytensä ansiosta, kohteissa joissa muut materiaalit eivät kestäisi pitkään. Ominaispiirteitä on tunnettu seuraavista ominaispiirteistään: lähes kaikki kemikaalit kattava kemiallinen kestävyys säilyttää hyvin muotonsa myös erittäin korkeissa lämpötiloissa huono tarttuvuus (adheesio) sekä pieni kitkakerroin (erinomaiset) lähes ylivoimaiset sähköiset ominaisuudet sekä eristyskyky jännityskorroosion kestävyys säänkestävä (UVsäteily) Merkittävimpiä käyttörajoituksia: kuluminen alhainen mekaaninen kestävyys kylmäviruminen Mekaaniset ominaisuudet :n huono jäykkyys ja muotostabiliteetti alhaisissa lämpötiloissa aiheuttavat sen, että vahvistamattomana materiaali kestää vain hyvin alhaista staattista kuormitusta. Käyttämällä metallisia tukirakenteita voidaan kylmävirumista rajoittaa. Materiaalin erinomaista liukuominaisuutta voidaan hyödyntää esim. voitelemattomissa laakereissa sekä erilaisissa liukupinnoissa. Erilaisten seosaineiden avulla voidaan parantaa :n mekaanisia ominaisuuksia, mutta silloin joku muu ominaisuus kärsii. Lämpöominaisuudet Hyvän lämmönkestävyytensä ansiosta :ä voidaan käyttää pitkäaikaisesti 27 +26 C:ssa. säilyttää elastisuutensa myös alhaisissa lämpötiloissa. Maksimi ja minimi käyttölämpötilarajat voidaan ylittää hetkellisesti ilman ongelmia. Yli 3 C:n lämpötiloissa tulee varoa molekyylirakenteen hajoamisesta aiheutuvaa vaarallisten fluoriyhdisteiden vapautumista. Muotostabiliteettiin vaikuttaa 19 C:ssa tapahtuva molekyylirakenteen muutos, josta aiheutuu n. 1 mittamuutokset sekä suhteellisen suuri lineaarinen lämpölaajenemiskerroin. Sähköiset ominaisuudet on hyvä sähköneristäjä, eristyskyky säilyy hyvin myös silloin, kun materiaalia pidetään vedessä pitkiä aikoja. 15 C:seen saakka myöskään lämpötilalla ei ole vaikutusta :n eristyskykyyn. Myös dielektrisyysominaisuus on erinomainen ja se on hyvin pitkälti riippumaton taajudesta sekä lämpötilasta. Optiset ominaisuudet on väriltään valkoinen ja ainoastaan erittäin ohuet kalvot läpäisevät valoa. Fysiologiset ominaisuudet Puhdas (lisäaineeton) on fysiologisesti passiivinen materiaali, ei vaikuta millään tavalla sen kanssa kosketuksissa oleviin aineisiin ja materiaaleihin. Niinpä :ä voidaan käyttää tuotteissa, jotka ovat kosketuksissa ruoka ja lääkeaineiden kanssa. Useimmat laadut täyttävät FDA:n (USA) sekä BGA:n asettamat vaatimukset. Kemiallinen kestävyys :n rakenteen (vahvat hiilifluoriyhdisteet sekä fluoriatomien täysin peittämät hiiliketjut) ansiosta materiaali kestää lähes kaikkia kemikaaleja. Sään ja UVsäteilyn kestävyys soveltuu hyvin ulkokäyttöön eikä stabilointiaineita tarvita. Pitkäaikaisessa käytössä, myös äärimmäisissä sääolosuhteissa, materiaalin ominaisuudet pysyvät muuttumattomina.
Palaminen ei ole palava materiaali. Molekyylirakenteen purkautumisessa vapautuu vaarallista fluorivetyä, joten polttaminen ja avotulen tekeminen on kielletty :ä työstettäessä. Lastuava työstö :n lastuava työstö on helppoa tavanomaisilla työkaluilla. On tärkeää, että työkalut ovat oikein teroitetut. Materiaalin sitkeys ja jännityksettömyys mahdollistavat karkean työstön ilman, että lopputuotteen ominaisuudet heikkenevät. Lisäksi tulee huomioida suhteellisen suuri lämpölaajenemiskerroin ja se, että kiderakenteen muutos 19 C:ssa aiheuttaa suhteellisen suuria mittamuutoksia. Liiallisen kuumenemisen ehkäisemiseksi materiaali tulee jäähdyttää hyvin (öljyemulsio). Puolivalmisteet Puhtaasta pulverista voidaan puristaa aihioita, jotka sintrataan 357 C lopulliseen muotoonsa. :ä toimitetaan levyinä, tankoina sekä ainesputkina. Seostamaton on väriltään luonnonvalkoinen. Lasikuitua, grafiittia, hiiltä tai pronssia voidaan käyttää lisäaineena parantamaan :n mekaanisia ominaisuuksia. Lämpömuovaus :ä on vaikea lämpömuovata, koska ns. sula alue on hyvin kapea 32 326 C. Taivutusmuotit kuumennetaan lähes muovailulämpötilaan ja kappaleet tulee jäähdyttää muotissa. Liitosmenetelmät :n asennuksessa tulee huomioida, että suuri staattinen kuormitus aiheuttaa materiaalin kylmävirumista. Esikoneistetut liitokset ovat parempia kuin kitkan varaan jäävät liitokset. Kun :ä liitetään muihin materiaaleihin, tulee ottaa huomioon sen suhteellisen suuri lämpölaajenemiskerroin. Vaihtelevissa lämpötiloissa muovin laajenemiselle tulee jättää riittävästi tilaa. Liimaus :n kemiallisen kestävyyden sekä materiaalin epäpolaarisuuden takia pinnan koronakäsittely tai etsaus on välttämätöntä. Liimaukseen soveltuu mm. epoksipohjainen kaksikomponenttiliima. Hitsaus :ä hitsataan sovelletulla puskuhitsausmenetelmällä rajoitetusti. Sitä voidaan myös kuumakaasuhitsata käyttämällä lisäaineena PFA:a. Pintakäsittely Pinnan ominaisuuksien takia :n pintakäsittely on erittäin hankalaa.
Fysikaaliset ominaisuudet Fysikaaliset ominaisuudet Ominaispaino Veden imeytyminen DIN 53479 53472/ 8.2. ISO *IEC 1183 ASTM D1475 YKS. g/cm 3 puhdas 2,18 25 lasi 2,25 15 graniitti 2,18 6 pronssi 3,9 25 hiili 2,11 Mekaaniset ominaisuudet Vetokokeet: vetolujuus (valettu) vetolujuus (suulakepuristettu) murtovenymä (valettu) murtovenymä (suulakepur.) Kimmomoduuli Puristuslujuus 1 muodonmuutoksella Viruminen vetokuormituksessa 13,7, 24 h/23 C 4,1, 24 h/26 C Iskulujuus Izod Kovuus, kuulapaine H132/6 Kovuus, Shore D 53454 53456 64 18/2C 2381 D695 D621 D621 D256 D224 J/m 3 26 4 4 75 4,3 14,3 3,1 154 32 6 2 14 34 22 8,2 7,1 1,6 115 36 64 18 25 7,3 8,1 16, 139 35 64 18 14 26 22 1,3 6, 1,6 14 43 7 19 15 23 14 11 6, 1,2 83 41 68 Lämpöominaisuudet Sulamispiste Lämmönjohtavuus Lineaarinen lämpölaajenemiskerroin lämpötilavälillä 2395 C lämpötilavälillä 2326 C Maksimi käyttölämpötila ilmassa lyhtykestoinen jatkuva Minimi käyttölämpötila D696 D696 C W/mK 1 6 1 6 C C C,23 122 164 3 26 2,41 76 11 3 26 2 78 79 18 3 26 2,69 79 15 3 26 2,58 84 111 3 26 2 Sähköiset ominaisuudet Ominaisvastus Pintavastus Läpilyöntilujuus Dielektrisyysvakio 1 6 Hz Eristehäviökerroin tan δ 1 6 Hz 53482 53482 53481 53483 53483 *93 *93 *243 25 25 D257 D257 D3294 D15 D15 Ohm x cm Ohm kv/mm 1 18 1 17 2 2,3 1 16 1 16 13 2,85,29 1 16 1 16 1 7 1 1 1 7 1 11 1 3 1 3
Tekniset tiedot Eristysominaisuudet W/m x K 3, Terminen muotostabiliteetti 1 5 /K 1 15 2,5 125 Dielektrisyysvakio 2, 1,5 5 til 1 1 Hz Laajenemiskerroin 1 75 5 25 1, 1 5 5 1 15 2 25 Lämpötila C 1 1 2 3 4 Lämpötila o C :n suhteellinen eristehäviökerroin VDE33 mukaisesti, eri taajuuksilla :n lineaarinen lämpölaajeneminen lämpötilan funktiona Viruminen 2 Dynaaminen kimmomoduuli 1 4 1 1 Virumismoduuli G 15 1 5 puhdas 25 lasi 25 hiili 6 pronssi Dynaaminen kimmomoduuli E 1 3 1 2 1 1 d G 1 1 1 1 2 Mekanisk tabsfaktor d 1 3 25 5 75 1 Kuormitusaika 1 tuntia 2 1 1 2 3 4 Lämpötila C Viruminen huoneenlämmössä (23 C), kuormitus 13.7 :n dynaaminen kimmomoduuli E sekä mekaainen häviö d Iskulujuus kj/m 2 25 ei murtumaa Painekuormitus 5 Jännitys 2 15 1 5 1 Jäykkyys 4 3 2 6 pronssi 25 graniitti puhdas 25 lasi 2 1 1 2 Lämpötila o C 1 2 3 Mittamuutos :n loviiskulujuus eri lämpötiloissa (DIN 53463) :n painekuormituksen aiheuttama mittamuutos, lämpötila 23 C
Tekniset tiedot Isochronkäyriä 2 o C 5 4 1h 1h 1 2 h 1 3 h Kitkakerroin,25,2 puhdas Vetojännitys 3 2 1 4 h h=tuntia Kitkakerroin,15,1 25 lasi 1,5 1 2 3 4 Venyminen 5 6 5 1 Liukunopeus Dynaaminen kitkakerroin eri liukunopeuksilla 2 o C 3, 2,5 PEEK Vetojännitys 2, 1,5 1, 1h 1h 1 2 h 1 3 h h=tuntia Maksimi kuormitus PA POM PET PC PVDF,5 5 Venyminen 1 15 Vetojännitys 2 o C 4 3 2 1 1h 1h 1 2 h 1 3 h h=tuntia 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Venyminen 1 Käyrät antavat materiaalivakioita staattisessa kuormituksessa. Lämpötilan ja kuormituksen lisäksi huomioidaan aika. Käyrästä näkyy sekä virumislujuus (vakiokuormitus) että relaksaatioalue.
Ominaisuusprofiili o C 16 14 12 1 8 6 4 2 HDT 26 o C kj/m 2 25 2 15 1 5 Loviiskulujuus, Charpy o C 16 14 12 1 8 6 4 2 Maksimi käyttölämpötila Kimmomoduuli 1 6 K 4 16 14 12 1 8 6 4 2 Lineaarinen lämpölaajenemiskerroin 1 2 3 4 Muotostabiliteetti 23 o C 5 1 15 2 25 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Vetolujuus 23 o C,8 1, 1,2 1,4 1,6 1,8 2, g/ccm Ominaispaino Esitteessä annetut tiedot ovat keskimääräisiä ohjearvoja, eivätkä sido materiaalin toimittajaa.
www.vink.fi 9/212