2009. jan. 08.

1. Szerkezet

A fluorpolimerek közül az egyik legrégebbi és legismertebb anyag a poli(tetrafluor-etilén) rövidítve PTFE. Részben kristályos szerkezetű, sok vonatkozásban különleges anyag. A PTFE molekulaszerkezetét a következő ábra mutatja:

Az anyag elméletileg hőre lágyuló, nagymértékben kristályos szerkezetű, amelynek kristályos olvadáspontja 327 ºC, de ezen a hőmérsékleten még az anyag viszkozitása olyan nagy, hogy nem ömlik meg. Zselészerű, bizonyos szilárdsággal rendelkező anyag. A tényleges megömlés környéki hőmérsékleten - 400 ºC - viszont elbomlik a polimerlánc.

Ez a viselkedés nagymértékben meghatározza a PTFE feldolgozhatóságát, utólagos technológiáit és későbbi alkalmazhatóságát is. A műszaki gyakorlatban használt PTFE féltermék formák: rudak, vastag és vékony falú csövek, táblák, lemezek natúr és adalékolt (kompozit) formában egyaránt. A féltermékek előállítása is különleges az anyag viselkedése miatt. Szinterezés, nyomásos szinterezés, sajtolás, extrúzió (RAM, paszta).

Általános jellemzők:

  • rendkívül jó vegyszerállóság
  • kitűnő hőállóság és hidegállóság
  • kiváló elektromos szigetelő és dielektromos tulajdonságok (hőmérséklet és frekvenciafüggetlen)
  • kis felületi energia, jó siklási tulajdonságok
  • fiziológiailag semleges (élelmiszeripar, gyógyászat),
  • legkevésbé éghető natúr polimer (oxigénindex 95% körüli)
  • jó szívósság és kifáradási ellenállás
  • jól forgácsolható,
  • elhanyagolhatóan kicsi vízfelvétel.

Hátrányok:

  • nem mérettartó (nagy kúszási, hidegfolyási hajlam),
  • rossz kopás- és karcállóság,
  • ionizáló sugárzás roncsolja,
  • a műszaki műanyagok között kirívóan gyenge mechanikai jellemzők,
  • nagy hőtágulás,
  • viszonylag drága anyag, amelyhez nagy sűrűség is társul (2,1–2,2 kg/dm3).

A hátrányokat kompozitokkal, adalékolással lehet csökkenteni. Jellemzően használatos adalékanyagok: üvegszál, kokszpor, grafit, MoS2, bronzpor.

2. Főbb tulajdonságok

Az 1. táblázat bemutatja a PTFE félkész termékek néhány jellemző tulajdonságát.

1. táblázat

PTFE műszaki műanyag félkész termékek tulajdonságai

3. Fő alkalmazási területek

A gépiparban kis fajlagos terhelésnek kitett siklóelemek, csúszócsapágyak, tömítések, az építőipari szerkezeteknél dilatációs támaszfelületek készülhetnek PTFE-ből.
A vegyipari alkalmazásoknál általában a rendkívül jó vegyszerállóságot és hőállóságot használják ki pl. adagolóberendezések, dugattyúk, tömítések, csövek, kompenzátorok, kádbevonatok, laboratóriumi eszközök, keverők gyártásánál. Élelmiszeripari berendezéseknél, gépeknél szintén elterjedten használatos a jó felületi leválasztóképessége és hőállósága miatt: dagasztóberendezések, sütőformák stb. előállításánál. A PTFE a villamosiparban pl. motorok, transzformátorok szigetelése, generátorok horonyszigetelése előállítására alkalmas. A járműiparban a hajótechnikától az űrrepülésig mindenhol előfordulnak PTFE dilatációs és tömítőelemek.

4. Megmunkálási technológia

Hegesztés:

Alapvetően nem hegeszthető anyag a PTFE, mivel hő hatására nem képződik igazi ömledék. Azonban a fűtőelemes hegesztési módszerrel, átlapolásos technikával 2 mm lemezvastagságig, kellő nyomás alkalmazása mellett „hegeszthető” az anyag.

Ragasztás:

A PTFE a nehezen ragasztható féltermékek közé tartozik. A rendkívüli vegyszerállóság és antiadhéziós felület különleges felületelőkészítést igényel. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy meg kell változtatni a felület kémiai összetételét, aktiválni kell a felületet. Ez történhet pl. égetéssel, maratással vagy erre a célra forgalmazott felületi aktivátorral. Csak ezután lehet az egyes ragasztókat alkalmazni a gyártói előírások szerint. A PTFE anyagok ragasztásáról több információ elérhető a www.quattroplast.hu honlapon.

Hőformázás:

A PTFE lemezek 325-340 °C között nyomással jól hajlíthatók, mélyhúzhatók. Újra visszamelegített, korábban hőformázott PTFE anyagok visszanyerik eredeti alakjukat, „emlékező” anyagok.

Forgácsolás (esztergálás, marás, fúrás, fűrészelés):

A PTFE forgácsolása részben hasonlít az extrudált poliamid 6 és a PE-UHMW-HD 1000 forgácsolásához. Mivel viszonylag lágy, rossz hővezető képességű anyagokról van szó, lényeges az éles szerszám, a forgácsolás közbeni hűtés és az óvatos munkadarab-megfogás. A méretellenőrzések problémája, hogy az érintkezéses mérőeszközök sok esetben olyan mikrogeometriai deformációt okoznak, amely meghamisítja a mérést. A mérő különös odafigyelést igényel.
A hagyományos fém, bizonyos esetekben famegmunkáló szerszámok - szénacél, gyorsacél, keményfém, gyémánt - használhatók csak éles kivitelben. Hűtés mindenképp javasolt (de nem emulzió), amellyel nagyobb forgácsolási sebességek is alkal-mazhatók, pl. v = 200–400 m/min esztergálásra és marásra, v = 50–100 m/min fúrásra. További javasolt forgácsolási paraméterek találhatók a 2. táblázatban.

2. táblázat

A PTFE forgácsolási jellemzői

Az anyagok felhasználásával, kereskedelmével kapcsolatban további részletek állnak rendelkezésre a Quattroplast Kft-nél.