โดยการเปรียบเทียบประสิทธิภาพของ PTFE และพลาสติกอื่นๆ บทความนี้จะชี้ให้เห็นปัญหาในการใช้ PTFE ในวิศวกรรมเครื่องกล และแนะนำ PTFE ดัดแปลงที่บรรจุในรางเลื่อน ชิ้นส่วนเสียดสี ซีล ชิ้นส่วนป้องกันการกัดกร่อน วัสดุก่อสร้าง เครื่องจักรกลการเกษตร วัสดุ และการใช้งานอื่นๆ และโอกาสสำหรับการใช้งานเครื่องจักรใหม่ๆโดยการเปรียบเทียบประสิทธิภาพของ PTFE และพลาสติกอื่นๆ บทความนี้จะชี้ให้เห็นปัญหาในการใช้ PTFE ในวิศวกรรมเครื่องกล และแนะนำ PTFE ดัดแปลงที่บรรจุในรางเลื่อน ชิ้นส่วนเสียดสี ซีล ชิ้นส่วนป้องกันการกัดกร่อน วัสดุก่อสร้าง เครื่องจักรกลการเกษตร วัสดุ และการใช้งานอื่นๆ และโอกาสสำหรับการใช้งานเครื่องจักรใหม่ๆ

โดยการเปรียบเทียบประสิทธิภาพของ PTFE และพลาสติกอื่นๆ บทความนี้ชี้ให้เห็นปัญหาในการใช้ PTFE ในวิศวกรรมเครื่องกลและแนะนำPTFE ที่ปรับเปลี่ยนแล้วบรรจุอยู่ในรางเลื่อน ชิ้นส่วนเสียดสี ซีล ชิ้นส่วนป้องกันการกัดกร่อน วัสดุก่อสร้าง วัสดุเครื่องจักรกลการเกษตร และการใช้งานอื่นๆ และโอกาสสำหรับการใช้งานเครื่องจักรใหม่

เรซิน PTFE ได้รับการพัฒนาครั้งแรกโดยนักเคมีชาวอเมริกัน Dr. Plunket ในปี 1938 และประสบความสำเร็จในการผลิตเชิงอุตสาหกรรมในต่างประเทศในทศวรรษ 1950ประเทศของฉันเริ่มผลิตอย่างเป็นทางการในทศวรรษ 1960PTFE เป็นที่รู้จักโดยทั่วไปว่าเป็น "ราชาแห่งพลาสติก" และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เนื่องจากมีคุณสมบัติเฉพาะตัวมีความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง ไม่เกิดออกซิเดชัน ไม่ละลายน้ำ มีความเสถียรทางเคมีที่ดีเป็นพิเศษ และมีคุณสมบัติไดอิเล็กตริกที่ดีเยี่ยม ทำให้เป็นหนึ่งในวัสดุสำคัญที่ขาดไม่ได้สำหรับภาคอุตสาหกรรมเกือบทั้งหมดในอุตสาหกรรมเคมีและเครื่องกลเป็นหลัก

1. การหล่อลื่นในตัวเอง

ค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีของ PTFE มีค่าน้อยกว่าพลาสติกวิศวกรรมอื่นๆเป็นค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีที่ต่ำที่สุดในบรรดาวัสดุพื้นผิวเลื่อนที่ใช้งานได้จริงเป็นวัสดุหล่อลื่นในอุดมคติ

2. ทนต่อสารเคมี

เนื่องจาก PTFE ไม่มีพันธะคู่และโซ่แยกในโครงสร้างโมเลกุลและการตกผลึกสูง จึงมีความทนทานต่อสารเคมีที่ดีเยี่ยมและเป็นพลาสติกวิศวกรรมที่ดีที่สุดในบรรดาพลาสติกวิศวกรรมที่รู้จักกันดีไม่ทำปฏิกิริยากับกรดเข้มข้น กรดเจือจาง อัลคาลีเข้มข้น และสารออกซิแดนท์อย่างแรง แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงมันจะไม่สึกกร่อนแม้ว่าจะถูกต้มก็ตาม และไม่มีผลกระทบกับตัวทำละลายส่วนใหญ่ เช่น แอลกอฮอล์และคีโตน

3. การดูดซึมน้ำ

PTFE มีอัตราการดูดซึมน้ำต่ำมาก ซึ่งเทียบเท่ากับ UHMWPE และไม่พองตัวในน้ำ

4. อุณหภูมิสูงและต่ำที่หลากหลาย

PTFE สามารถใช้งานได้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานในช่วง 200% ถึง 260%แม้ภายใต้อุณหภูมิต่ำ 200°C มันก็ไม่เปราะ และสามารถรักษาความยืดหยุ่นได้ในระดับหนึ่ง

5.ไม่เหนียวเหนอะหนะ

PTFE เป็นวัสดุแข็งที่มีพลังงานพื้นผิวน้อยที่สุดในปัจจุบันแรงตึงผิวเพียง 0.019N/mวัสดุแข็งเกือบทั้งหมดไม่สามารถเกาะติดกับพื้นผิวได้

6. ความต้านทานการสึกหรอ

เทฟลอนบริสุทธิ์ไม่ได้ทนทานต่อการสึกหรอมากนัก แต่การเติมสารตัวเติมต่างๆ ลงในเทฟลอนจะช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอได้อย่างมาก และทนทานต่อการสึกหรอได้ดีกว่าวัสดุบางชนิดที่ใช้กันทั่วไปเป็นชิ้นส่วนเสียดสี (เช่น เหล็กหล่อและทองแดง)

7. ถูกสุขลักษณะและปลอดสารพิษ

PTFE ถูกสุขอนามัยและปลอดสารพิษ ตรงตามมาตรฐานด้านสุขอนามัย และสามารถสัมผัสกับอาหารและยาได้

8. ประสิทธิภาพของฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม

PTFE เป็นวัสดุที่ไม่มีขั้วสูงพร้อมคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม แรงดันพังทลายของมันคือ 25-40KV/mm;ความต้านทานมีขนาดใหญ่มากและความต้านทานเฉพาะปริมาตรยังคงสูงถึง 1,061~ ที่ 200

9. ไม่ติดไฟโดยสิ้นเชิง

จุดหลอมเหลวของ PTFE คือ 327 ซึ่งสูงกว่าโพลีเมอร์ทั่วไปอื่นๆที่ 260% ความต้านทานการแตกหักยังคงอยู่ที่ 5 MPa (ประมาณ 1/5 ของอุณหภูมิห้อง) และความต้านทานแรงดัดงอถึง 1.4 MPaมีคุณสมบัติไม่ติดไฟที่มีค่าอย่างยิ่ง ดัชนีออกซิเจนที่จำกัดอยู่เหนือ 95 สามารถละลายได้ด้วยเปลวไฟเท่านั้น ไม่มีหยดเกิดขึ้น และสุดท้ายก็จะกลายเป็นคาร์บอนเท่านั้น

10. ต้านทานความชราและความต้านทานรังสีได้ดีเยี่ยม

PTFE ไม่เพียงแต่มีความเสถียรในมิติที่อุณหภูมิต่ำและสูงเท่านั้น แต่ประสิทธิภาพการทำงานของมันยังคงไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้สภาพแวดล้อมที่รุนแรง และไม่ถูกโจมตีโดยจุลินทรีย์ในสภาวะชื้น และมีการป้องกันรังสีต่างๆ ในระดับสูง

11. คุณสมบัติอื่นๆ

PTFE มีความแข็งต่ำและเนื้อนุ่ม และมีความสามารถในการดูดซับและมีวัสดุแปลกปลอม จึงง่ายต่อการแปรรูป

1. วัตถุประสงค์และวิธีการแก้ไข

แม้ว่า PTFE จะมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมมากมาย แต่ก็มีข้อบกพร่องหลายประการเช่นกันเมื่อเทียบกับพลาสติกวิศวกรรมอื่นๆ คุณสมบัติทางกลของมันไม่ค่อยดีนักค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นมีขนาดใหญ่อัตราการหดตัวของแม่พิมพ์มีขนาดใหญ่ และการประมวลผลรองเป็นเรื่องยากความแข็งต่ำและประสิทธิภาพไม่ดีต่อการสึกหรอความต้านทานการคืบคลานไม่ดี การไหลของความเย็นง่ายการนำความร้อนต่ำและราคาที่สูงขึ้นข้อบกพร่องเหล่านี้จำกัดการใช้งานในวงกว้างในระดับหนึ่งวัตถุประสงค์ของการดัดแปลงคือเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกลปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอลดการขยายตัวเชิงเส้นเพิ่มความคล่องตัว ฯลฯ

2. ประเภทและหน้าที่ของตัวดัดแปลงฟิลเลอร์

การเติมและปรับแต่ง PTFE ด้วยใยแก้ว กราไฟท์ โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ ซิลิคอนไดออกไซด์ อลูมิเนียมออกไซด์ ผงทองแดง คาร์บอนไฟเบอร์ ฯลฯ สามารถปรับปรุงความแข็งของพื้นผิว ความต้านทานการสึกหรอ ความต้านทานการคืบ ความแข็งแรงดัด ความต้านทาน ความแข็งแรงที่ครอบคลุมและความเสถียรของมิติโดยทั่วไปความแข็งของ PTFE ที่ประกอบขึ้นด้วยใยแก้วสามารถเพิ่มขึ้นได้ 10% และความต้านทานการสึกหรอสามารถเพิ่มขึ้นได้มากกว่า 500 เท่าความต้านทานการคืบคลานและความต้านทานการไหลเย็นได้รับการปรับปรุงและปรับปรุงอย่างมากการเติมโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ช่วยให้ความแข็งและความแข็งแกร่งของผลิตภัณฑ์ PTFE ได้รับการปรับปรุงและการสึกหรอเริ่มแรกลดลงPTFE ที่เติมกราไฟท์มีความทนทานต่อสารเคมีที่ดีเยี่ยม การคืบของการบีบอัด และการนำความร้อนที่ดีกว่าPTFE ที่เติมผงทองแดงสามารถปรับปรุงความต้านทานการคืบของการแยกตัวของผลิตภัณฑ์ ความแข็งแรง ความแข็ง และความเสถียรของมิติที่ครอบคลุม

1. รางเลื่อน

ตัวเลื่อนมักเป็นพื้นฐานสำหรับการติดตั้งเครื่องมือเครื่องตัดโลหะ เครื่องมือทางการแพทย์ และระบบและอุปกรณ์อื่นๆ อีกมากมาย พื้นฐานของความถูกต้องและพื้นฐานของการวางตำแหน่ง หรือสัญญาณแห่งอายุการใช้งานของเครื่องจักรเหล่านี้ และเป็นส่วนสำคัญ ของเครื่องในอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องมือกล คู่รางนำเครื่องมือกลส่วนใหญ่เป็นเหล็กหล่อ-เหล็กหล่อ เหล็กหล่อดับด้วยเหล็กหล่อ เหล็กชุบแข็งด้วยเหล็กหล่อ เป็นต้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างโลหะจึงเท่ากับ ขนาดใหญ่ ไม่ทนต่อการสึกหรอ ไม่สามารถทำงานภายใต้แรงเสียดทานแบบแห้ง และคลานด้วยความเร็วต่ำและการกระจัดเล็กน้อยการรวบรวมข้อมูลนี้จะส่งผลต่อความแม่นยำในการป้อนและความแม่นยำของเครื่องมือกล โดยเฉพาะเครื่องมือกลที่มีความแม่นยำความน่าเชื่อถือเมื่อใช้ตัวนำ PTFE ที่เติมแล้ว ความเสถียรที่ความเร็วต่ำของเครื่องมือกลจะดีขึ้นอย่างมากเนื่องจากรางนำพลาสติกมีลักษณะเป็นวัตถุแปลกปลอมฝังอยู่ ตะไบเหล็กและอนุภาคทรายจึงสามารถฝังอยู่ในพลาสติกได้เพื่อหลีกเลี่ยงการสึกหรอของตัวเอง ป้องกันการวาดและรอยขีดข่วนของพื้นผิวโลหะ และสามารถปกป้องรางนำเตียงได้PTFE ที่ประกอบด้วยผงทองแดงและสารตัวเติมอื่นๆ มีคุณสมบัติการเสียดสีที่ดีเยี่ยมหลังจากที่ฟิล์มถ่ายโอนเกิดขึ้นบนพื้นผิวโลหะ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจะลดลงอย่างมาก ความสามารถในการรับน้ำหนักของฟิล์มถ่ายโอนจะดีขึ้นอย่างมาก และอายุการใช้งานที่มีประสิทธิภาพก็ขยายออกไปด้วยหากจับคู่กับรางนำเครื่องมือกลที่เป็นโลหะ ค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีจะคงที่เมื่อความเร็วการเลื่อนเพิ่มขึ้นดังนั้นรางนำ PTFE แบบเติมชนิดนี้จะไม่สร้างปรากฏการณ์การคลานที่ความเร็วต่ำและฟีดขนาดเล็ก และยังมีประสิทธิภาพการดูดซับแรงสั่นสะเทือนและการกันกระแทกอีกด้วยค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีของรางนำ PTFE คือ 0.05 เมื่อเสียดสีแบบแห้ง และ 0.03 เมื่อมีการหล่อลื่นด้วยน้ำมัน ไม่ว่ารางนำของเครื่องมือกลจะมีน้ำมันหล่อลื่นหรือไม่ก็ตาม การเคลื่อนที่ของงานจะราบรื่นที่สุดเมื่อจำเป็นต้องซ่อมแซมรางนำ PTFE หลังจากชำรุด งานบำรุงรักษาจะช่วยประหยัดแรงงานได้มากและสามารถสับเปลี่ยนกันได้มันง่ายที่จะรักษาความแม่นยำของมิติโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรางนำทางชำรุดและจำเป็นต้องซ่อมแซม การใช้พลาสติกเพื่อซ่อมแซมในพื้นที่จะเป็นประโยชน์มากกว่า

2. ชิ้นส่วนแรงเสียดทาน

มีชิ้นส่วนเสียดสี PTFE จำนวนมากที่ใช้กันทั่วไปในวิศวกรรมเครื่องกล รวมถึงตลับลูกปืน แหวนลูกสูบ และเกียร์PTFE เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับแหวนลูกสูบ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องอัดอากาศและเครื่องอัดน้ำแหวนลูกสูบ PTFE ทำหน้าที่เป็นวงแหวนอัดเพื่อป้องกันของเหลวหรือก๊าซโดยทั่วไปจะใช้ในสถานการณ์ที่ไม่สามารถใช้สารหล่อลื่นหรือสภาวะที่รุนแรงอื่นๆ ได้ เช่น การกัดกร่อนอย่างรุนแรงและข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสูง สามารถลดการสึกหรอและการคว้านซ้ำของผนังด้านในกระบอกสูบได้อย่างมาก จำนวนรูช่วยยืดอายุการใช้งานของกระบอกสูบตัวอย่างเช่น มีค้อนไอน้ำแบบตั้งโต๊ะ ซึ่งแต่เดิมใช้วงแหวนโลหะในระหว่างการผลิตกะที่สอง ภายใต้สถานการณ์ปกติ ผนังด้านในของกระบอกสูบสึกหรอมากถึง 7-9 ram หลังจากผ่านไปครึ่งปี วงแหวนโลหะจะสั่นสะเทือนเป็นเวลา 2 ถึง 3 สัปดาห์ และบางครั้งอาจแตกหักได้แหวนลูกสูบติดอยู่ที่ผนังด้านในของกระบอกสูบ และต้องเปลี่ยนกระบอกสูบเมื่อใช้ PTFE ที่เติมเป็นเวลาหนึ่งเดือน ผนังด้านในของกระบอกสูบจะมีการสึกหรอเพียง 2 มม. และหลังจากผ่านไป 10 เดือน การสึกหรอจะมีเพียง 3 มม. เท่านั้น และอายุการใช้งานจะเพิ่มขึ้น 4 ถึง 5 เท่าหรือนานกว่านั้นด้วยซ้ำแหวนลูกสูบเกือบทั้งหมดมีบทบาทในการปิดผนึกในการเคลื่อนที่แบบลูกสูบและสตาร์ทบ่อยครั้ง ดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตจึงต้องมีค่าน้อยภายใต้ภาระเล็กน้อย ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของ PTFE จะต่ำกว่าแหวนลูกสูบของวัสดุอื่นๆ ถึง 25% ถึง 75%ยิ่งมีภาระมากเท่าใดก็ยิ่งมีความเหนือกว่ามากขึ้นเท่านั้นสิ่งนี้มีความเหนือกว่าที่ไม่มีใครเทียบได้ในการเริ่มต้นของแสงและความเบาแบบลูกสูบผลลัพธ์ที่ได้คือลดการใช้พลังงาน ลดการสั่นสะเทือน และเสียงรบกวน ซึ่งเอื้อต่อการปกป้องสิ่งแวดล้อมในเวลาเดียวกัน PTFE สามารถใช้เป็นเกียร์และแบริ่งสำหรับการส่งการเคลื่อนไหวและส่วนประกอบการส่งกำลังในสภาพการทำงานที่หลากหลายและสภาพแวดล้อมที่รุนแรงมากสำหรับสิ่งทอเนื้อเบา การพิมพ์และการย้อมสี การทำกระดาษ และอุตสาหกรรมอาหาร

3. ซีล

การใช้ฟิล์ม PTFE ที่ผสมบนพื้นผิวของวัสดุซีลยางสามารถปรับปรุงความต้านทานของตัวทำละลายและความต้านทานของสื่อของซีลยางได้ และราคาค่อนข้างต่ำมันถูกใช้ในข้อกำหนดการปิดผนึกในโอกาสที่รุนแรงต่างๆวัสดุซีล FE ที่เติมไว้มีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและต่ำได้ดีเยี่ยม และปัจจุบันใช้ทดแทนวัสดุปะเก็นใยหินแบบเดิมเป็นหลักเสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ซีลไฟเบอร์วัสดุมีลักษณะของความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง ความต้านทานต่อความล้า ความต้านทานการคืบ การนำความร้อนสูง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ และแรงเสียดทานคุณสมบัติที่ครอบคลุมเหล่านี้ไม่มีวัสดุปิดผนึกชนิดใดเทียบได้ และเป็นวัสดุปิดผนึกขั้นสูงในอุดมคติ

4. ชิ้นส่วนป้องกันการกัดกร่อน

PTFE ดัดแปลงมีความคงตัวทางเคมีที่ดีต่อตัวกลางการกัดกร่อนของกรด ด่าง เกลือ และสามารถใช้แทนเซรามิกโลหะสำหรับงานวิศวกรรมป้องกันการกัดกร่อน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุณหภูมิสูงและโอกาสการกัดกร่อนที่รุนแรง เช่น อุปกรณ์ป้องกันการกัดกร่อน ท่อ และข้อต่อในโรงงานเคมี .วัสดุเสียดสีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน วาล์ว ปั๊ม เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน แผ่นพรุน และวัสดุกรองสำหรับตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง การบุ และการเคลือบอุปกรณ์เคมี

5. ฉนวนไฟฟ้า

PTFE ดัดแปลงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นชั้นฉนวนสำหรับเหล็กลวด ท่อ และเทปวัตถุดิบนอกจากนี้ยังใช้เป็นฉนวนสำหรับเต้ารับ อุปกรณ์รองรับ อุปกรณ์ไมโครเวฟความถี่สูง และอิเล็กโทรดต่างๆ สำหรับอุตสาหกรรมไฟฟ้าเคมี

6. วัสดุก่อสร้าง

ผ้าแก้วที่ชุบด้วยการกระจายตัวของ PTFE เป็นวัสดุก่อสร้างโครงสร้างเมมเบรนที่ดีเยี่ยมมีการส่งผ่านแสงที่ดีเยี่ยมซึ่งสามารถลดต้นทุนด้านแสงสว่างและการปรับอากาศได้ความทนทานมากกว่า 20 ปีสามารถลดต้นทุนการทาสีและทำความสะอาดได้ระยะเวลาการก่อสร้างหลังคาโครงใหญ่สามารถสั้นลงได้50% สามารถลดต้นทุนวัสดุมุงหลังคาได้ 50% และค่าก่อสร้างรวม 20%ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับวัสดุมุงหลังคาของสนามกลางแจ้ง สนามกีฬา สนามกีฬา ลานสเก็ต สระว่ายน้ำ นิทรรศการขนาดใหญ่ สวนสัตว์และสวนพฤกษศาสตร์ สถานีขนส่ง ฯลฯ

7. สารเติมแต่งน้ำมันหล่อลื่น

ภายใต้เงื่อนไขการหล่อลื่นขอบเขต วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานคือการเลือกสารเติมแต่งน้ำมันหล่อลื่นที่เหมาะสม และเครื่องผงไฟเบอร์เป็นสารเติมแต่งที่เป็นของแข็งที่ใช้กันทั่วไปการทดลองแสดงให้เห็นว่าการเติมสารเติมแต่งที่เป็นของแข็งจำนวนหนึ่งลงในน้ำมันเครื่องสามารถประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ได้ประมาณ 5%

8. วัสดุเครื่องจักรกลการเกษตร

ด้วยการใช้คุณสมบัติการหล่อลื่นในตัวเอง กาวแข็ง และทนต่อการสึกหรอของ PTFE ที่เติม จึงสามารถนำไปทำเป็นแผ่นซับในรถปราบดิน ถังขุด และซับในของช่องรถบรรทุก ฯลฯ อย่างกว้างขวาง เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและเสถียรภาพ ของการลำเลียงวัสดุ

9. วัสดุประจำวัน

พื้นผิวงานเหล็กเคลือบ PTFE ทนทานต่อการสึกหรอและมีความต้านทานแรงเสียดทานต่ำกระทะและหม้อหุงข้าวเคลือบ PTFE มีลักษณะเป็นอาหารไม่ติดใบมีดถูกเชื่อมหรือฝังด้วยฟิล์มไฟเบอร์และใบมีดก็แน่น เมื่อแก้มขยับ แรงต้านมีทั้งเล็กบนผิวและอ่อนนุ่ม

10. การพัฒนาแอพพลิเคชั่นเครื่องจักรใหม่ๆ

นอกเหนือจากการประยุกต์ใช้และผลการวิจัยของเครื่องจักรไฟเบอร์อุตสาหกรรม เมื่อพิจารณาทั้งประสิทธิภาพของวัสดุและโครงสร้างของ PTFE มีแนวโน้มกว้างในอุตสาหกรรมเครื่องจักรของอุตสาหกรรมยานยนต์ อาวุธทั่วไป เรือ การบินและอวกาศ และพลังงานปรมาณู ยา การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม ฯลฯ