PTFE, הידוע גם בשם טפלון, הוא חומר ללא-מקל בשימוש נפוץ בכלי בישול וביגוד מגן. לחומר רב-תכליתי זה יש גם יישומים רבים בתעשייה. לדוגמה, PTFE נמצא בשימוש נרחב בתעופה וחלל, ייצור מזון ומשקאות, תרופות וטלקומוניקציה.
PTFE טהור הוא חומר חיכוך- נמוך שיכול לעמוד בשינויי טמפרטורה גדולים, מה שהופך אותו לאידיאלי לייצור כלי בישול ללא-מקל. ל-PTFE גמישות וצפיפות גבוהה במיוחד, ולכן ציפוי חלקים מכניים בציפוי PTFE יכול לשפר משמעותית את עמידותם. PTFE הוא יציב ביותר מבחינה כימית, בלתי מסיס ברוב הכימיקלים ואינו -רעיל, מה שמקנה לו יתרונות במעבדה, רפואית (למשל, כציפוי צנתר) וייצור מזון. לסיכום, תכונות אלו הופכות את ה-PTFE לחומר רב-תכליתי המשמש כמעט בכל המגזרים התעשייתיים.
בגלל הגמישות הגבוהה שלו, PTFE נוטה לזחילה ועיוותים תחת עומסים כבדים. הוספת חומרי מילוי יכולה להתגבר על החיסרון הפוטנציאלי הזה, ובכך לשלב את היתרונות של שני החומרים. חומרי מילוי יכולים גם לשפר מוליכות תרמית, מה שהופך אותם למתאימים במיוחד ליישומים הדורשים פיזור חום טוב. חומר המילוי הנפוץ ביותר הוא זכוכית, אך חומרים אחרים מציעים יתרונות ייחודיים ביישומים מסוימים. חומרי מילוי חלופיים אלה כוללים פחמן, גרפיט, נירוסטה, מוליבדן דיסולפיד, ברונזה ופולימיד.
1. PTFE מחוזק בסיבי זכוכית
הוספת סיבי זכוכית לפוליטטראפלואורואתילן (PTFE) משפרת את חוזקו ועמידותו תוך הפחתת הגמישות ופוטנציאל הזחילה שלו. PTFE מחוזק בסיבי זכוכית פועל באותו טווח טמפרטורות כמו PTFE טהור ומציג אינרטיות כימית דומה.
Fluorotec מציעה PTFE מחוזק בסיבי זכוכית עם תכולת סיבי זכוכית הנעה בין 5% ל-60%. הגדלת תכולת סיבי הזכוכית משפרת את העמידות וחוזק הלחיצה שלה. יתר על כן, PTFE מחוזק בסיבי זכוכית ניתן לסינטר באווירת גז אינרטי. זה מפחית עוד יותר את נטיית הזחילה ואת נקבוביות החומר. PTFE מחוזק בסיבי זכוכית שוחק יותר מ-PTFE טהור, כלומר עלול לגרום לבלאי על משטחים סמוכים.
2. PTFE מלא- בפחמן
PTFE מלא- בפחמן מציע חוזק לחיצה גבוה יותר, עיוות נמוך יותר בעומסים כבדים ועמידות גבוהה בפני שחיקה בהשוואה ל-PTFE טהור. בשל המוליכות החשמלית של פחמן, הוא מתאים ליישומים הדורשים מוליכות תרמית גבוהה יותר מ-PTFE טהור, ומספק גם יכולות פיזור אלקטרוסטטי. ניתן להוסיף פחמן בצורת אבקה או סיבים. אולי יש לו קצת שוחקים, אבל לא חזק כמו זכוכית.
3. PTFE במילוי גרפיט-
PTFE מלא-בגרפיט חולק כמה יתרונות עם PTFE רגיל-מילוי פחמן (CF), אך עמידות השחיקה שלו אינה משופרת משמעותית. גרפיט מפחית את מקדם החיכוך, ו-PTFE מלא בגרפיט-מפגין תכונות סיכה עצמית- מעולות. ניתן להשתמש בו עם פחמן או זכוכית, או אפילו תערובת של שניהם, כדי להשיג את היתרונות המשולבים של שלושת חומרי המילוי.
4. PTFE במילוי נירוסטה-
הוספת אבקת נירוסטה משפרת באופן משמעותי את החוזק ויכולת נשיאת העומס- של PTFE. הוא מתפקד מצוין בטמפרטורות גבוהות, מה שהופך PTFE במילוי נירוסטה- לאידיאלי עבור יישומי קיטור ונוזלים חמים. סוג זה של PTFE מתאים למגוון יישומים מכניים וניתן להשתמש בו גם בתעשיית המזון והמשקאות. יש לקחת בחשבון את עמידות השחיקה הקיצונית שלו, שעלולה אף לגרום לבלאי על משטחים סמוכים.
5. PTFE במילוי מוליבדן דיסולפיד (MoS2).
מוליבדן דיסולפיד (MoS2) משמש לעתים קרובות בשילוב עם זכוכית או ברונזה כחומר מילוי עבור PTFE, וכתוצאה מכך חומר חלק וקשיח יותר. MoS2 גם משפר את חוזק הלחיצה של החומר ואת עמידות השחיקה. החומר המתקבל-מתאים היטב לאטמים דינמיים.
6. PTFE במילוי ברונזה
אם היישום דורש מוליכות תרמית וחשמלית טובה, PTFE במילוי-ברונזה עשוי להיות אידיאלי. הוספת ברונזה ל-PTFE גם משפרת את עמידות השחיקה שלו. עם זאת, ברונזה מפחיתה את חוסר ההדבקה והאינרטיות הכימית של PTFE{{3}; יש לשקול את המאפיינים הללו ביחס לחשיבותם ביישום הספציפי שלך. מתכות אחרות, כגון טיטניום, ניקל או נירוסטה, עשויות להיבחר גם כחומרי מילוי בשל תכונותיהן הייחודיות.
7. פוליאמיד-PTFE מלא
פוליאמידים הם סוג של פולימרים סינתטיים. הוספת פוליאמידים יכולה לייצר PTFE עם מקדם חיכוך נמוך יותר מכל תרכובות ה-PTFE שהוזכרו לעיל. הוא אינו- שוחק, מה שהופך אותו לאידיאלי להזדווג עם משטחים רכים יותר כגון פלדה, אלומיניום או פלסטיק אחר. לכן, PTFE במילוי-פוליאימיד מתאים במיוחד ליישומי-ריצה יבשים והתחלה-תכופים. עם זאת, פוליאמיד הוא היקר ביותר מבין כל חומרי המילוי מסוג PTFE.
לסיכום, PTFE מלא מגיע בצורות שונות, לכל אחת יתרונות ייחודיים. Pure PTFE הוא חומר רב תכליתי ושימושי במיוחד בפני עצמו, וניתן לשפר ולהתאים את תכונותיו עוד יותר על ידי הוספת חומרי מילוי שונים.
