Buscar

PTFE - PTFE CON CARGAS MARCA Teflon™

Debido a la gran cantidad de propiedades, el PTFE es usado en una amplia cantidad de aplicaciones. Algunas de sus propiedades pueden ser mejoradas o modificadas mediante el agregado de aditivos. El PTFE que contiene aditivos es comúnmente llamado PTFE con cargas. Los aditivos más usados son: fibra de vidrio, carbón, bronce o grafito los cuales forman una íntima combinación con el PTFE; Otros aditivos son: disulfuro de molibdeno, polvos de metales, cerámica, óxidos metálicos y una combinación de dos o más aditivos.

El agregado de aditivos al PTFE, mejora o modifica sus propiedades dependiendo de la naturaleza y cantidad del aditivo:

• Aumento de la resistencia al desgaste
• Disminución de la deformación en función de la carga y del rozamiento.
• Reducción de la expansión térmica.
• Algunos tipos de aditivos incrementan la conductividad eléctrica y térmica.

PTFE con cargas no es tan resistente como el PTFE virgen; los aditivos limitan la resistencia hacia agentes químicos y varían las propiedades eléctricas.

PROPIEDADES DEL PTFE - Marca Teflon™

1-FUNCIONES DE LOS ADITIVOS:
Fibra de vidrio: El PTFE puede ser cargado con fibra de vidrio en un porcentaje que varía de 5 a 40 %. La adición de fibra de vidrio mejora la resistencia al desgaste y, en un menor grado, la deformación por carga, dejando inalterables las características eléctricas y químicas. El vidrio, por si mismo, tiene escasa resistencia contra productos alcalinos y es fácilmente atacado por al ácido fluorhídrico. El coeficiente de rozamiento es ligeramente aumentado; por ello algunas veces se le agrega grafito para compensar ese efecto.
Carbón: Este aditivo es agregado en un porcentaje que varía entre 10 a 35 % acompañado con un porcentaje menor de grafito. El carbón mejora también en grado considerable la resistencia al desgaste y la deformación por carga, aumenta la conductividad térmica y deja prácticamente inalterable la resistencia química; pero se modifican sustancialmente las propiedades eléctricas.
Bronce: Este aditivo es agregado en un porcentaje que varía entre 40 a 60 %. La combinación del bronce con PTFE tiene las mejores características de resistencia al desgaste, notables características de resistencia a la deformación por carga y buena conductividad térmica; pero posee baja resistencia química y reducidas propiedades eléctricas.
Grafito: el porcentaje usado varía entre 5 y 15 %. El grafito baja el coeficiente de rozamiento, por lo tanto, es frecuentemente agregado conjuntamente con otros tipos de aditivos para mejorar esta característica. El agregado de grafito mejora la característica de deformación por carga y , en menor grado, las propiedades de desgaste.
Otras cargas: El disulfuro de molibdeno baja el coeficiente de rozamiento y algunas veces es preferido más que el grafito. Algunos metales (acero inoxidable, niquel, titanio), considerados por su particular resistencia química, son usados como cargas de PTFE a pesar de que comparados con el bronce son menos resistentes al desgaste. Los óxidos de metales adicionados a otras cargas, mejoran la resistencia al desgaste.

2-PROPIEDADES FISICO- MECANICAS
Desgaste: El contacto entre dos superficies en movimiento, debido al inevitable rozamiento generado por la zona de contacto, provoca un desgaste cuya magnitud depende de la carga, la velocidad y el tiempo del contacto en movimiento. Para realizar un calculo aproximado del desgaste que se produce entre dos superficies de roce , se utiliza el producto de las dos magnitudes principales :
P = Presión especifica ( Kg/cm²) = Carga actuante (Kg) / Superficie de apoyo ( cm²)
V = Velocidad de las superficies en contacto ( m/min ) El valor del factor PV, después del cual el coeficiente de desgaste pierde su comportamiento lineal , adquiere valores considerables y el sistema pasa de débiles a fuertes condiciones de desgaste, es conocido como valor PV limite. Este valor PV limite y el coeficiente de desgaste son parámetros característicos para cada material. En la práctica el coeficiente de desgaste y el PV límite de un mismo material de carga pueden variar según la naturaleza, la dureza y la superficie de terminación de la "pareja" de contacto, en presencia o no de sistema de refrigeración y/o lubricantes. El PV limite aumenta al aumentar la velocidad de movimiento, y también con otros factores como son la geometría del sistema de movimiento y la temperatura.
No dude en comunicarse con nuestro Departamento Técnico para realizar el cálculo de desgaste de cualquier mecanismo de deslizamiento de materiales plásticos de ingeniería.
Resistencia a la deformación bajo carga y compresión: el PTFE, como la mayoría de los plásticos, no tiene una "zona elástica" donde el valor de la relación "carga / deformación" tenga un valor fijo. Esta relación "carga / deformación" depende del tiempo de aplicación de la carga y de las consecuentes deformaciones; este fenómeno es conocido como "fluencia plástica en frío". Cuando el peso es removido se produce un retorno parcial de la deformación al estado inicial ("recuperación elástica") por lo que se produce una "deformación permanente". La fluencia plástica en frío no es una función lineal del tiempo.
Con el incremento de la temperatura se produce una disminución de las características de deformación por carga y consecuentemente de la resistencia a la compresión; a 100ºC es la mitad del valor a 23ºC y a 200ºC es una décima parte.
De todas maneras el PTFE, y especialmente el PTFE con cargas , es uno de los materiales plásticos que mantiene a altas temperaturas las mejores características de deformación por peso. Por último, la recuperación elástica se puede mantener en el orden del 50 % de las deformaciones por carga y la deformación permanente son iguales también al 50 % de las deformaciones por carga. Estas consideraciones son referidas tanto para el PTFE-puro como para el PTFE con cargas. Este último tiene características notablemente superiores, esto se demuestra en la tabla nº 2 donde la deformación por carga de los más comunes PTFE con cargas es el 25% del PTFE puro sin cargas, mientras que la resistencia a la compresión es cerca del doble.

3-PROPIEDADES TERMICAS
La expansión térmica del PTFE con cargas es generalmente inferior a la del PTFE sin cargas y siempre es mayor en la dirección del moldeo que en la dirección transversal . La conductividad térmica es superior a la del PTFE puro y en particular cuando se utiliza una carga con buena conductividad térmica como por ejemplo el bronce. Los PTFE con cargas, por lo general, tienen mejores propiedades térmicas que el PTFE puro.

4-PROPIEDADES ELECTRICAS
Las propiedades eléctricas dependen en gran medida del tipo de aditivo utilizado como carga. Solo el PTFE con cargas de vidrio posee buenas propiedades dieléctricas.

PROPIEDADES DEL PTFE - Marca Teflon™

1-PROPIEDADES TERMICAS:
Estabilidad térmica: El PTFE es uno de los materiales plásticos más termoestables. A una temperatura de 260 º C no demuestra descomposición alguna; por lo tanto, a esta temperatura, conserva la mayor parte de sus propiedades. A partir de los 400ºC en adelante, comienza una descomposición apreciable físicamente.
Puntos de transición: La disposición de las moléculas del PTFE (estructura cristalina) varía con la variación de temperatura. Existen diferentes puntos de transición pero los más importantes se producen a los 19ºC, que corresponde a la modificación de algunas propiedades físicas, y a los 327 º C que corresponde a la desaparición de la estructura cristalina: el PTFE adquiere un aspecto amorfo pero conserva su forma geométrica.
Dilatación: el coeficiente de dilatación lineal varía con la variación de temperatura. Además, a causa de la orientación producida en el proceso de elaboración, las piezas de PTFE son en general anisotrópos, esto significa que el coeficiente de dilatación varía en relación con la dirección de compresión.
Conductividad térmica: el coeficiente de conductividad térmica del PTFE no varía con la variación de temperatura y es relativamente elevado, por eso debe ser considerado como un buen aislante. La mezcla y agregado con otros materiales como fibras de vidrio o carbón, aumenta la conductividad térmica.
Calor específico: el calor específico aumenta conjuntamente con la temperatura.

2-COMPORTAMIENTO EN PRESENCIA DE AGENTES EXTERNOS
Resistencia a agentes químicos: PTFE es prácticamente inerte contra casi todos los elementos y compuestos conocidos. El PTFE solamente es atacado por metales alcalinos en estado elemental, por trifloruro de cloro y por flúor elemental a altas temperaturas y presiones.
Resistencia a solventes: PTFE es insoluble en casi todos los solventes hasta temperaturas de 300 º C. Hidrocarburos fluorados causan cierta hinchazón, el cual es reversible. También algunos aceites altamente fluorados a temperaturas mayores a los 300 º C, presentan cierto efecto de disolución en el PTFE.
Resistencia a agentes atmosféricos y luz: piezas de PTFE expuestas durante más de 20 años a condiciones climáticas extremas, no han demostrado alteraciones en sus propiedades características.
Resistencia a las radiaciones: radiaciones de alta energía tienden a romper la molécula de PTFE, o sea que la resistencia a este tipo de radiaciones es muy limitada.
Permeabilidad a los gases: la permeabilidad a los gases es similar a la de otros materiales plásticos. La permeabilidad no depende solo del espesor y la presión, sino que también depende de las técnicas utilizadas en el proceso de elaboración.

3-PROPIEDADES FISICO-MECANICAS
Propiedades de tensión y compresión: estas propiedades son muy afectadas por el proceso de elaboración y el tipo y calidad de materia prima utilizada en la elaboración del producto. El PTFE, puede ser usado continuamente hasta temperaturas de 260 º C, como así también mantiene cierto grado de elasticidad a temperaturas cercanas al cero grado absoluto (-273 °C ).
Flexibilidad: El PTFE es completamente flexible y no se quiebra cuando sufre esfuerzos de 0.7 N / mm 2 de acuerdo con ASTM D 790. El coeficiente de flexión es de:
- 2000 N / mm2 a - 80 º C
- 350 a 650 N / mm2 a 23 ° C
- 200 N / mm2 a 260 º C
Resistencia al impacto: El PTFE posee muy buenas características de elasticidad a bajas temperaturas. (ver cuadro nº 1 )
Memoria plástica: si una pieza de PTFE es sometida a presión o compresión por encima de su punto de esfuerzo máximo de deformación aparente, parte de la deformación provocada permanece después de disminuir la presión, con la aparición de ciertas tensiones internas. Si esta pieza es recalentada estas tensiones tienden a liberarse y la pieza adquiere su forma original. Esta característica del PTFE es llamada memoria plástica y es utilizada para diferentes aplicaciones. También la mayor parte de los productos semielaborados, a causa del proceso de elaboración, poseen en cierto grado tensiones similares a las anteriormente mencionadas. Cuando se desea obtener productos semielaborados dimensionalmente estables a altas temperaturas, se pueden someter los productos a temperaturas de 280 ºC durante una hora cada 6mm de espesor de la pieza y después enfriarla lentamente. Las piezas obtenidas de esta manera son casi completamente libres de tensiones internas y son conocidos como materiales "acondicionados" o "termoestabilizados".
Dureza: la dureza Shore D, medida de acuerdo con el método ASTMD2240, ha dado valores comprendidos entre D 50 y D60. Mientras que bajo la norma DIN 53456 (13.5 Kg / 30 seg.) la dureza tiene un rango de 27 a 32 N / mm2.
Fricción: PTFE posee el más bajo coeficiente de fricción de todos los materiales sólidos; los valores varían entre 0.05 a 0.09: Los coeficientes de fricción estático y dinámico son casi iguales, por lo tanto casi no existe el efecto comúnmente denominado stick-slip, o sea que no se produce el efecto como de leve pegado cuando se desea que una pieza pase del estado de reposo al de movimiento. Cuando se incrementa la carga, el coeficiente de fricción decrece antes de alcanzar un valor constante. El coeficiente de fricción aumenta al aumentar la velocidad. El coeficiente de fricción permanece constante al variar la temperatura.
Desgaste: El desgaste depende de las condiciones de la superficie de deslizamiento y obviamente de la velocidad y la carga aplicada a dicha superficie. El desgaste se reduce considerablemente cuando se agrega al PTFE adecuados materiales en diferentes proporciones (carbón , vidrio , grafito , etc.).

4-PROPIEDADES ELECTRICAS
El PTFE es un aislante excelente y un muy buen dieléctrico, como se puede observar en los datos de la tabla nº 1, y mantiene esas características a través de un amplio rango de condiciones ambientales, temperaturas y frecuencias.
Resistencia dieléctrica: esta resistencia varía al variar el espesor y disminuye al aumentar la frecuencia. Esto permanece constante hasta los 300 º C e incluso no varía después de un prolongado tratamiento de altas temperaturas (6 meses a 300ºC) Esto también depende del proceso de elaboración.
Constante dieléctrica y factor de disipación: PTFE tiene una constante dieléctrica y factor de disipación muy bajos. Esto permanece sin variación hasta los 300°C, en un campo de frecuencia superior a 109 Hz incluso después de un tratamiento prolongado (6 meses a 300°C). La constante dieléctrica y el factor de disipación, así como la resistencia de volumen y de superficie debe ser considerada independiente del proceso de elaboración.
Resistencia al arco: El PTFE tiene una buena resistencia al arco. El tiempo de resistencia al arco según ASMT D 495 es de 700 seg. Después de una acción prolongada no aparecen signos de carbonización en la superficie.
Resistencia al efecto corona: la descarga causada por el efecto corona puede provocar erosión el la superficie del PTFE, sin embargo es indicado como un aislante adecuado en caso de altas diferencias de potencial.
5-PROPIEDADES DE LA SUPERFICIE
La configuración molecular del PTFE le confiere a la superficie una alta antiadhesividad. Por-la misma razón, estas superficies son difícilmente mojables . El ángulo de contacto con el agua es a los 110 ° y es posible afirmar que más allá de una tensión superficial de 20 dine / cm el líquido no moja la superficie del PTFE.
Un tratamiento especial convierte las superficies en mojables y adhesivales,-permitiendo el pegado a otros materiales con pegamentos acordes.