知识 为什么要在 PTFE 复合物中添加填料?为高要求应用提高性能
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技术团队 · Kintek

更新于 1 个月前

为什么要在 PTFE 复合物中添加填料?为高要求应用提高性能

在 PTFE(聚四氟乙烯)化合物中添加填料,可以克服纯 PTFE 固有的局限性,如柔韧性过高、耐磨性差和导热性低。通过加入玻璃、碳或青铜等填料,PTFE 复合材料可增强机械强度、减少蠕变、提高导热性和导电性以及耐磨性,同时保留 PTFE 的核心优势,如化学惰性和低摩擦性。这些改进使填充聚四氟乙烯适用于液压活塞环、轴承和高温密封件等要求苛刻的应用。

要点说明:

  1. 解决 PTFE 的柔韧性和变形问题

    • 纯聚四氟乙烯具有很高的柔韧性,在压力或重载下会导致变形。玻璃或碳等填料可增强聚合物基体,从而提高硬度和尺寸稳定性。
    • 举例说明:玻璃填充的 PTFE 具有更高的抗压强度,因此非常适合用于机械应力较大的液压活塞环。
  2. 增强耐磨性

    • PTFE 的低耐磨性限制了其在高摩擦应用中的使用。青铜或石墨等填料可减少磨损,延长部件的使用寿命。
    • 例如在旋转机械中,填充聚四氟乙烯轴承比纯聚四氟乙烯轴承的使用寿命更长,这是因为摩擦造成的材料损耗减少了。
  3. 提高抗蠕变性

    • 聚四氟乙烯在持续负载下容易发生冷流(蠕变)。玻璃或陶瓷微粒等填料能更均匀地分散应力,从而减轻这种现象。
    • 制造过程中的惰性气体烧结可进一步减少玻璃填充聚四氟乙烯的孔隙率和蠕变倾向。
  4. 提高导热性和导电性

    • 纯聚四氟乙烯是一种热绝缘体。导电填料(如碳纤维或金属粉末)可增强散热性,从而可用于高温环境。
    • 导电性还可针对防静电或 EMI 屏蔽应用进行定制。
  5. 保持核心 PTFE 特性

    • 选择填料是为了保持 PTFE 的耐化学性、不粘表面和低摩擦性。例如,玻璃填料可在不影响惰性的情况下提高强度。
  6. 特定行业性能

    • 不同的填料可满足不同的工业需求:
      • 玻璃:最好的机械强度和耐磨性(如密封件)。
      • :导电性和耐化学性的理想材料。
      • 青铜:兼具轴承的耐磨性和导热性。
  7. 制造优势

    • 填充聚四氟乙烯可通过烧结来减少孔隙率,从而提高可靠性。因此,这种材料在连续高温操作中的性能优于纯聚四氟乙烯。

通过战略性地选择填充物,工程师可根据特定的操作要求定制 PTFE 复合材料,从而缩小 PTFE 固有局限性与实际性能要求之间的差距。

汇总表:

填料类型 主要优点 常见应用
玻璃 提高刚度和耐磨性 密封件、液压活塞环
增强导电性、耐化学性 防静电元件、EMI 屏蔽
青铜 提高导热性、耐磨性 轴承、高温密封件

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