Tarugo PTFE

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O PTFE é amplamente utilizado em todos os segmentos da indústria devido às suas inigualáveis propriedades. Confira abaixo.

Descrição

Principais Características

• Inércia química
• Excelente resistência térmica, com temperatura de serviço de 260 ºC;
• Baixo coeficiente de atrito;
• Excelentes propriedades elétricas.

Mas, a crescente exigência de performance mecânica pela indústria, criou a necessidade de combinar as propriedades do PTFE às de cargas minerais e metálicas, visando elevar as propriedades mecânicas deste notável polímero; surgindo assim os materiais carregados em PTFE. Em geral, o uso de material carregado melhora a resistência do desgaste, reduz a taxa de fluência e deformação inicial, aumentando a dureza e a condutividade térmica, e diminui o coeficiente de expansão térmica.
Apesar de inúmeras cargas poderem ser incorporadas ao PTFE , a quase totalidade das exigências das aplicações são alcançadas em sete tipos de carga:

• Fibra de vidro
• Carbono
• Grafite
• Bronze		 • MoS2
• Cerâmica
• CaF2

As propriedades dos compostos estão extremamente relacionadas com a quantidade de carga incorporada.
Na Tabela 1, você encontrará esses valores para os mais comuns compostos carregados.
Em geral, a escolha de uma determinada carga é guiada por:

Fibra de Vidro Pequenas fibras de sílica (SiO2) com 13 micra de diâmetro, que melhoram a resistência à fluência (“creep resistance”) tanto em altas quanto em baixas temperaturas, aliadas a uma boa resistência ao desgaste e a resistência química notável, excetuando-se bases fortes e HF, boa estabilidade dimensional. As propriedades elétricas do PTFE são pouco afetadas.
Carbono O carbono amorfo (croque de petróleo ou croque parcialmente grafitado) é uma das cargas mais inertes, excetuando-se ambientes oxidantes onde a fibra de vidro possui melhor performance. Aumenta a resistência ao desgaste na presença de água.
Quando em combinação com grafite, constitui a melhor opção para anéis de pistão não-lubrificados.
Fibra de Carbono A fibra de carbono em geral traz os mesmos benefícios que a fibra de vidro, ou seja, possui menos deformação à carga, maiores módulos de flexão e compressão, e uma maior dureza. Em geral uma quantidade menor de fibra de carbono irá produzir o mesmo efeito produzido por uma quantidade maior de fibra de vidro.
Pode ser usado com bases fortes e HF, onde a fibra de vidro não é recomendada.
Quando utilizados na mesma proporção, compostos de fibras de carbono terão melhor e menor expansão térmica que compostos de fibras de vidro, além de serem mais leves.
É amplamente utilizada como assento deslizante ou anel de vedação, como, por exemplo, em bombas de água e amortecedores, respectivamente.
Grafite É uma modificação cristalina do carbono com alta pureza, sintético e de formato irregular.
Os carregados de grafite possuem um dos menores coeficientes de fricção, aliados a uma excelente resistência ao desgaste, principalmente contra metais nobres.
Alia altas cargas à altas velocidades de contato, sendo ainda inerte quimicamente.
Geralmente está combinando com outras cargas.
Bronze Liga de Cu/Su:9/1 que, quando incorporada ao PTFE, forma um composto com condutividade térmica e resistência à fluências superiores à maioria dos outros compostos.
Muito utilizado em sistemas hidráulicos bem como em pistas deslizantes de máquinas operatrizes.
Não é indicado em aplicações elétricas.
Alguma descoloração nas peças em bronze ocorre nos processos de sinterização sem nenhum impacto na qualidade da peça.
MoS2 Aumenta a dureza e rigidez do PTFE, aliado a uma redução da fricção, muito bom para aplicações elétricas, visto que pouco afeta as propriedades elétricas do PTFE.
Boa inércia química, dissolvendo-se apenas em ácidos fortes e oxidantes.
Esta carga é excelente para aplicações do tipo intermitente e suporta altas pressões, sendo o mais indicado para desgaste a seco.
Geralmente é incorporado com outras cargas e sua concentração não ultrapassa 5%.
Cerâmica ou alumina (Al2O3) Geralmente utilizado para aplicações elétricas, pois é um excelente isolador elétrico.
É um material bem duro, e a usinagem da peça acabada deve ser evitada.
Peças de formato complicado devem ser feitas por moldagem isostática.
Fluoreto de Cálcio (CaF2) É uma carga usada como alternativa a meios corrosivos que atacam a fibra de vidro como HF e bases fortes. Fluoreto de cálcio de alta pureza é também utilizado para aplicações elétricas.
Pigmentos É possível pigmentar o PTFE com pigmentos inorgânicos que suportam temperaturas de 400 ºC. Os pigmentos não trazem mudanças significativas nas propriedades do PTFE.
CARGA VANTAGENS DESVANTAGENS
Fibra de vidro Resiste à oxidação, bom para meios ácidos, boas propriedades elétricas e estabilidade dimensional. Resina de uso geral Atacada por bases fortes.
Carbono Inerte, boa resistência ao desgaste a seco e com água. Boa condutividade térmica. Ruim para meios oxidantes, baixa propriedades de tensão e alongamento.
Grafite Baixa fricção, inerte, melhora a resistência ao desgaste e fluência, melhor para contato com metais moles, geralmente incorporado com outras cargas. Alto desgaste com metais duros.
Bronze Resistência à compressão e dureza melhoradas, menor fluência, baixo desgaste e fricção, alta condutividade térmica e fácil de usinar. Baixa resistência química e condutor elétrico.
MoS2 Superfície dura, lubricidade, melhora desgaste a fricção, suporta altas pressões, excelente em aplicações a vácuo, intermitentes e desgaste a seco. Difícil de processar.
Cerâmica Excelentes propriedades mecânicas e elétricas. Difícil de ser usinado.
CaF2 Alternativa à fibra de vidro em ambientes alcalinos e HF. Bom para aplicações elétricas. Checar se absorve umidade.

 

Propriedades Mecânicas

INDICADOR VALORES NORMAS
Densidade 2,13 g/cm3  a 2,21 g/cm3 ASTM D792
Alongamento (ruptura) 220 % DIN EN ISO 527
Tensão de Ruptura 70 Kgf/cm2 a 210 Kgf/cm2 ASTM D4894
Resistência à compressão (1% de deformação) 5 MPa ASTM D695
Resistência à compressão 44 Kgf/cm2 a 100 Kgf/cm2 ASTM D695
Tensão de deformação para 1% de alongamento depois de 1000 h 1,58
Coeficiente de fricção (em aço retificado – p = 0,05 N/mm², v = 0,6 m/s) 0,08-0,10
Desgaste (em aço retificado – p = 0,015 N/mm², v = 0,6 m/s) 21 µm/Km
Coeficiente de atrito estático 0,06 a 0,09 ASTM D1894
Coeficiente de atrito dinâmico 0,13 ASTM D1894
Resistência ao impacto (Charpy – 23°C) n.b KJ/m² DIN EN ISO 179
Dureza Shore D 50 a 55 ASTM D2240

 

Propriedades Térmicas

INDICADOR VALORES NORMAS
Temperatura de uso contínuo -260 ºC a 260 ºC
Temperatura de transição vítrea -20 ºC DIN 53765
Temperatura de distorção por calor (HDT) – método A 55 ºC ISO R75 / DIN 53461
Temperatura de distorção por calor (HDT) – método B 121 ºC ISO R75 / DIN 53461
Coeficiente de condutividade térmica (23°C) 0,25 W/(K.m)
Calor específico (23°C) 1 J/g.K
Coeficiente de expansão térmica (23°C-55°C) 12 10-51/k DIN 53752

 

Propriedades Elétricas

INDICADOR VALORES NORMAS
Constante Dielétrica (106 Hz) 2,1 DIN 53483 / IEC 250
Fator de perda dielétrica (106 Hz) 0,0002 KV/mm DIN 53483 / IEC 250
Volume específico de resistência 1016 Ω*cm DIN IEC 60093
Resistência superficial 1016 Ω DIN IEC 60093
Rigidez dielétrica 48 KV/mm DIN 53481, IEC 243, VDE 0303
Resistência às correntes de fuga KA3c KB>600 DIN 53481, vde 0303

 

Dados Diversos

INDICADOR VALORES NORMAS
Teor de absorção de água (23°C/50%) <0,05 % DIN EN ISO 62
Inflamabilidade V0

 

Propriedades Químicas

O PTFE é quase totalmente inerte. Somente é atacado por metais alcalinos líquidos, como também por algumas ligações de fluor sob pressão e temperaturas elevadas. Suporta temperaturas de -200ºC até +260ºC

Os dados acima são apenas para referência de consulta. Para cada aplicação específica são necessários testes individuais para a determinação de suas efetivas características e propriedades.

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