PTFE (polytetrafluorethylen, známý také jako Teflon) patří mezi nejodolnější průmyslové technické plasty. Vyniká výbornou chemickou odolností, nízkým koeficientem tření, teplotní odolností -200 /+260 °C a minimální adhezí povrchů. Díky těmto vlastnostem se PTFE používá pro výrobu těsnění, kluzných prvků, izolátorů a dalších dílů do agresivního chemického i potravinářského prostředí.
Co je PTFE a proč se používá v průmyslu
PTFE je fluoropolymer s mimořádnou chemickou a tepelnou odolností. Materiál byl vyvinut pro aplikace, kde běžné technické plasty selhávají vlivem působení teploty, chemikálií nebo tření. Díky jeho špičkovým parametrům se PTFE používá v náročných průmyslových aplikacích, kde zajišťuje delší životnost, vyšší bezpečnost a spolehlivost. Nevýhodou je nižší mechanická pevnost, kterou lze však částečně řešit plněním.
Mezi hlavní vlastnosti PTFE patří:
- pracovní teplota: −200 až +260 °C
- velmi nízký koeficient tření: 0,04–0,10
- elektrická pevnost: cca 60–100 kV/mm
- nasákavost: <0,01 %
- vysoká chemická odolnost vůči kyselinám, zásadám a rozpouštědlům
- nelepivý povrch
- výborné dielektrické vlastnosti
PTFE je zároveň fyziologicky nezávadný materiál a splňuje požadavky pro použití v potravinářství nebo farmacii. PTFE virgin (čistý materiál bez plniv) splňuje normu FDA a EU 1935/2004.
Přehled námi nabízených variant tohoto materiálu naleznete v naší databázi technických plastů: PTFE materiál
Materiálové varianty PTFE
Nevýhodou čistého PTFE je jeho nižší mechanická pevnost a vyšší creep efekt (deformace vlivem dlouhodobého napětí). Z toho důvodu se často materiál obohacuje o plniva, která upravují potřebné mechanické vlastnosti. Mezi nejčastěji využívané materiálové varianty PTFE patří:
PTFE virgin
PTFE virgin je vysoce univerzální fluoroplast s výjimečnými vlastnostmi. Díky extrémně nízkému koeficientu tření, vynikající chemické odolnosti a stabilitě v širokém rozsahu teplot patří mezi nejpoužívanější technické plasty. Je elektricky nevodivý, odolává stárnutí i vlhkosti.
Je odolný téměř všem chemikáliím, má výborné kluzné vlastnosti a vysokou odolnost vůči stárnutí. Materiál má atest FDA a lze jej tak využít i v potravinářském průmyslu. Vzhledem k nižší elasticitě není čistý Teflon vhodný pro vyšší mechanické zatížení. Materiál má také nižší odolnost vůči otěru. Pro náročnější aplikace je proto výhodnější použít jednu z variant plněného PTFE.
Teplotní odolnost materiálu: -200 °C až +260 °C
Příklady výrobků a využití:
Těsnění a izolační prvky, kluzné kroužky a podložky, díly pro chemický průmysl, elektroizolační komponenty, potravinářské a farmaceutické aplikace, vyložení nádrží a potrubí, kluzná ložiska a ventily.
PTFE + Bronz
PTFE + bronz je kompozitní materiál kombinující výhody čistého PTFE s pevností a stabilitou bronzového plniva (obsah bronzu je typicky 40% či 60%) . Díky tomu vykazuje vyšší rozměrovou stálost, lepší tepelnou vodivost a zvýšenou odolnost proti opotřebení. Stále si zachovává velmi dobré kluzné vlastnosti a chemickou odolnost. Oproti čistého PTFE je také snížena tendence k extruzi při zachování výborných kluzných vlastností. Přidaný bronz zajišťuje také zvýšenou otěruvzdornost.
Teplotní odolnost materiálu je -200° až + 260°C
Příklady výrobků a využití:
Samomazná ložiska, kluzná pouzdra, pístní kroužky, těsnicí prvky, vedení a kluzné lišty v hydraulice i pneumatice, díly pro vysoké mechanické zatížení, komponenty do prostředí s vyššími teplotami.
PTFE + Uhlík
PTFE + uhlík je kompozitní materiál s vynikajícími kluznými vlastnostmi, doplněnými o vyšší pevnost, tvrdost a odolnost proti opotřebení díky příměsi uhlíku. Oproti čistému Teflonu má nižší tepelnou roztažnost, lepší rozměrovou stabilitu a delší životnost při dynamickém zatížení.
Teplotní odolnost materiálu je -200° až + 260°C
Příklady výrobků a využití:
Kluzná a těsnicí pouzdra, ložiska a podložky, kompresní kroužky, součásti čerpadel a ventilů, díly pro pneumatiku a hydrauliku, aplikace vyžadující vysokou odolnost proti tření i opotřebení, těsnění pro rotační dynamické aplikace.
PTFE + Grafit
PTFE + grafit je vyztužený kompozit, který spojuje výborné kluzné vlastnosti Teflonu s pevností a tepelnou vodivostí grafitu. Materiál se vyznačuje nízkým koeficientem tření, vysokou rozměrovou stabilitou a dobrou odolností proti opotřebení i při vyšším zatížení. Díky grafitu má rovněž zlepšenou vodivost tepla a sníženou nasákavost. Přídavek grafitu však mírně snižuje chemickou odolnost.
Teplotní odolnost materiálu je -200° až + 260°C
Příklady výrobků a využití:
Kluzná ložiska a pouzdra, těsnicí kroužky, podložky a kluzné desky, komponenty pro chemický a potravinářský průmysl, části čerpadel a ventilů, díly vystavené vysokému tření a dynamickému zatížení.
Expandované PTFE
Expandovaný Teflon je technický těsnicí materiál vyrobený ze 100 % polytetrafluoretylenu (PTFE). Díky biaxiální vláknité struktuře se vyznačuje velmi dobrou mechanickou pevností, vysokou pružností a výbornou přizpůsobivostí těsněnému povrchu. Materiál má vynikající těsnicí vlastnosti, velmi nízký koeficient tření a vysokou chemickou odolnost vůči širokému spektru médií, jako jsou oleje, paliva, voda, kyseliny, zásady i plyny.
Expandované PTFE má také minimální nasákavost, je netoxické a vhodné pro použití v potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Díky své měkkosti a vysoké stlačitelnosti se dobře přizpůsobuje i nerovným nebo poškozeným těsnicím plochám a zajišťuje dlouhodobě spolehlivé utěsnění.
Teplotní odolnost materiálu je -240° až +260 °C.
Příklady výrobků a využití:
Přírubová těsnění, těsnění pro čelní plochy, těsnění pro chemické aparatury, potrubní spoje, zařízení v chemickém, petrochemickém, potravinářském a farmaceutickém průmyslu, aplikace vyžadující vysokou chemickou odolnost a spolehlivé utěsnění i na méně kvalitních těsnicích plochách.
Materiál má certifikaci: VDI 2440, EN 13555, DIN 28090-1 vydaný zkušebnou AMTEC
Z naší praxe: naše produkty z PTFE
Z PTFE a jeho plněných variant vyrábíme širokou škálu těsnění určených především pro hydraulické aplikace. Pro použití v hydraulice se nejčastěji využívá varianta PTFE+40% Bronz – přídavek bronzi zlepšuje mechanickou odolnost materiálu. Materiál se často používá pro kombinované těsnění prvky, tzv. omegaty, kde se kombinuje elasticita a pružnost pryže (často O-kroužek) s kluznými vlastnostmi a mimořádnou odolností PTFE.
V naší CNC výrobě PTFE také frézujeme a dovedeme tak z materiálů vyrobit řadu výrobků a to jak soustružených, tak i právě frézovaných.
1. Chemický průmysl – těsnění pro agresivní média
- Zadání:
Zákazník řešil utěsnění spoje, u kterého přichází těsnění do kontaktu s koncentrovanou kyselinou sírovou. Standardní elastomerové těsnění degraduje a má velice krátkou životnost. - Zvolený materiál:
PTFE virgin (čistý PTFE bez plniv) - Výsledek
Výrazné prodloužení životnosti těsnění a eliminace chemické degradace. Materiál odolal kontinuálním teplotám +180 °C bez změny mechanických vlastností.
2. Potravinářský průmysl — kluzné vedení dopravníků
- Zadání:
U dopravníku výrobků docházelo k vysokému tření a rychlému opotřebení vodících prvků. - Zvolený materiál:
PTFE + Uhlík - Výsledek
Snížení tření, tišší provoz a delší servisní intervaly. Díky nízké adhezi navíc dochází k minimálnímu ulpívání nečistot.
3. Utěsnění hydraulického válce – těsnění pístu
- Zadání:
Pro utěsnění pístu obousměrného hydraulického válce pracujícího v náročném prostředí s vysokou frekvencí i rychlostí posunu řešil zákazník volbu vhodného materiálu. - Zvolený materiál:
PTFE + Bronz - Výsledek
Vyrobili jsme těsnění profil DK108 a jako materiál zvolili kombinaci PTFE+Bronz a pryžového O-kroužku z NBR. Díky použití Teflonu na vnějším pouzdru těsnění je zaručen plynulý chod a také vysoká odolnost otěru a životnost. Nyní válec funguje již několik let bez nutnosti výměny těsnících prvků.
PTFE a jeho využití v průmyslu
Díky svým výborným vlastnostem je materiál využíván pro mnoho náročných průmyslových aplikací, které vyžadují kombinaci vysoké chemické a teplotní odolnosti a kde z těchto důvodů běžné elastomery či technické plasty selhávají. Díky atestu FDA (u čisté tzv. virgin varianty) je také častou volbou pro potravinářský a farmaceutický průmysl.
PTFE nachází uplatnění například v následujících aplikacích:
- chemický průmysl
- hydraulické systémy
- farmaceutický průmysl
- energetika
- vakuové systémy
Mezi typické výrobky patří:
- těsnění a izolační prvky
- kluzné prvky
- díly pro chemický průmysl
- elektroizolační komponenty
- vyložení nádrží a potrubí
- kluzná pouzdra a ventily
FAQ – Často kladené otázky
Jakou teplotu PTFE dlouhodobě vydrží?
PTFE je vhodný pro dlouhodobý provoz od -200°C do +260 °C. Krátkodobě zvládne teploty do +300 °C.
Jaká je chemická odolnost PTFE?
PTFE je mimořádně chemicky odolný. Odolává většině kyselin, zásad, rozpouštědel i agresivních chemických médií. Podrobná chemická odolnost je k dispozici na vyžádání.
Jaký je rozdíl mezi čistým a plněným PTFE?
Nevýhodou čistého materiálu je jeho nižní mechanická pevnost a odolnost. Z toho důvodu se využívají plniva, která tyto vlastnosti zlepšují. Nevýhodou plniv je však snížení chemické odolnosti v závislosti na použitém plnivu.
Lze PTFE obrábět?
Ano, PTFE je vhodné pro obrábění. Vzhledem k jeho vlastnostem a menší tvrdosti je však nutné obráběcí proces uzpůsobit. Materiál lze zpracovávat soustružením i frézováním.
Je PTFE vhodný pro potravinářský průmysl?
Ano, PTFE v čisté neplněné variantě (tzv. virgin) má atest FDA a lze tak využít v potravinářském či například farmaceutickém průmyslu.
Shrnutí
PTFE je mimořádně odolný materiál, který je díky své výborné chemické a teplotní odolnosti využíván pro náročné průmyslového aplikace. Jeho drobnou nevýhodou je menší tvrdost a mechanická odolnost. Z toho důvodu se využívají varianty s plnivy, které mechanické vlastnosti materiálu zlepšují.
Potřebujete řešit výrobu z PTFE nebo poradit s výběrem nejvhodnější varianty? Kontaktujte nás a rádi Vám poradíme nebo potřebný díl přímo na našich CNC strojích vyrobíme.
Související články
Polyetylen (PE) – univerzální technický plast pro průmyslové použití