PTFE（聚四氟乙烯）密封件曾因其耐化学腐蚀性和低摩擦性而备受赞誉，但在 20 世纪 50 年代和 60 年代却面临着重大挑战，导致其受欢迎程度下降。虽然聚四氟乙烯密封件在某些领域表现出色，但在性能、材料特性和新兴替代品方面的实际局限性使其在这一时期的许多工业应用中不再受欢迎。技术缺陷和更可靠的密封解决方案的兴起共同推动了这一转变。
要点说明：
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冷流和蠕变问题
- 聚四氟乙烯的分子结构使其容易产生 冷流 (冷流（在持续压力下的永久变形）和蠕变（在压力下的逐渐变形）。
- 在动态密封应用（如液压系统）中，随着时间的推移，材料会失去形状和密封力，从而导致密封失效。
- 工程师观察到泄漏和使用寿命缩短，尤其是在高压环境下。
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耐磨性差
- 尽管聚四氟乙烯的摩擦系数较低，但其耐磨性却无法满足重复运动或磨损性介质的要求。
- 与金属或复合材料相比，旋转或往复设备（如泵、阀门）中的密封件磨损得更快。
- 这增加了维护成本和停机时间，使 PTFE 在重型应用中变得不那么经济。
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温度限制
- PTFE 在温度高于 260°C (500°F) 时会变软，在低于 -200°C (-328°F) 时会变脆。
- 在航空航天或化学加工等热循环频繁的行业中，聚四氟乙烯密封件往往无法保持完整性。
- 弹性体或石墨增强密封件等竞争材料的工作范围更广。
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压缩变形问题
- 聚四氟乙烯密封件在压缩后很难恢复，导致永久变平并丧失密封能力。
- 这在法兰垫片或承受不同负荷的静态密封件中尤为严重。
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优质替代品的出现
- 20 世纪 50-60 年代，弹性体化学（如氟橡胶、三元乙丙橡胶）和复合材料（如填充聚四氟乙烯、热塑性塑料）取得了进步。
- 这些材料将 PTFE 的耐化学性与更好的机械性能相结合，解决了冷流和磨损问题。
- 例如，碳填充聚四氟乙烯提高了耐磨性，而弹性密封件则提供了更好的弹性。
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特定行业的故障
- 在汽车和航空航天应用中，发现 PTFE 密封件在燃料暴露或紫外线辐射下会发生降解。
- 化工厂报告称，由于聚四氟乙烯的应力松弛，在压力循环变化的系统中会出现泄漏。
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经济和维护因素
- 尽管聚四氟乙烯密封件的初始材料成本较低，但频繁的更换和系统停机使其成本效益大打折扣。
- 各行各业优先考虑总拥有成本，倾向于使用寿命更长的替代品，即使前期价格更高。
聚四氟乙烯密封件的衰落并非普遍现象--它们在低应力、耐化学腐蚀的应用中依然有用。然而，它们在动态和高性能应用中的局限性推动了混合解决方案的创新。如今，现代填充聚四氟乙烯密封件或多材料密封件解决了历史上的许多缺陷，但二十世纪五六十年代标志着向更可靠材料的关键转变。
汇总表：
| 问题 | 对 PTFE 密封件的影响 |
|---|---|
| 冷流和蠕变 | 在压力下永久变形，导致动态应用中密封失效。 |
| 耐磨性差 | 旋转/往复设备磨损迅速，增加维护成本。 |
| 温度限制 | 高温软化，低温脆化，限制了工作范围。 |
| 压缩变形 | 压缩后无法恢复，导致静态密封泄漏。 |
| 新兴替代品 | 先进的弹性体和复合材料在关键应用中的性能优于 PTFE。 |
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