Aké sú výhody a nevýhody polytetrafluóretylénu (PTFE) ako materiálu s povesťou „kráľa plastov“?
Výhody PTFE
Vysoká teplotná odolnosť - pracovná teplota môže dosiahnuť 250 stupňov.
Odolnosť voči nízkym teplotám - má dobrú mechanickú húževnatosť; aj keď teplota klesne na -196 stupeň, môže si udržať predĺženie o 5 percent.
Odolnosť PTFE rúrok proti korózii - inertné voči väčšine chemikálií a rozpúšťadiel, odolné voči silným kyselinám a zásadám, vode a rôznym organickým rozpúšťadlám.
Odolný voči poveternostným vplyvom - má najlepšiu životnosť medzi plastmi.
Vysoké mazanie - najnižší koeficient trenia medzi pevnými materiálmi.
Neadhézny - je najmenšie povrchové napätie v pevných materiáloch, nepriľne k žiadnej látke.
Netoxický - je fyziologicky inertný a pri dlhodobom implantovaní do tela ako umelá cieva a orgán nemá žiadne nežiaduce reakcie.
Elektrická izolácia - vydrží 150 voltov vysokého napätia.
Relatívna molekulová hmotnosť polytetrafluóretylénu je relatívne veľká, pohybuje sa od stoviek tisíc do viac ako 10 miliónov a vo všeobecnosti až do miliónov (stupeň polymerizácie je rádovo 10^4, zatiaľ čo polyetylén iba rádovo 10^3) . Vo všeobecnosti je stupeň kryštalinity 90-95 percent a teplota topenia je 327-342 stupeň. Jednotky CF2 v molekule PTFE sú usporiadané v tvare cikcaku. Pretože polomer atómov fluóru je o niečo väčší ako polomer uhlíka, susedné jednotky CF2 nemôžu úplne sledovať priečnu orientáciu, ale tvoria špirálovitý skrútený reťazec a atómy fluóru takmer pokrývajú povrch celého polymérneho reťazca. Táto molekulárna štruktúra vysvetľuje rôzne vlastnosti PTFE. Keď je teplota nižšia ako 19 stupňov, vytvorí sa 13/6 špirála; pri 19 stupňoch dochádza k fázovému prechodu a molekuly sa mierne rozviažu, aby vytvorili 15/7 špirálu.
Nevýhody PTFE
1. PTFE má "studený tok". Teda plastická deformácia (creep) materiálových výrobkov pri dlhodobom nepretržitom zaťažení, čo prináša určité obmedzenia pri jeho aplikácii. Napríklad, keď sa PTFE používa ako tesnenie, skrutky sú pevne utiahnuté na tesné utesnenie, takže keď sa prekročí určité tlakové napätie, tesnenie vytvorí "studený tok" (tečenie) a bude sploštené. Tieto nedostatky je možné odstrániť pridaním vhodných plnív a zlepšením štruktúry dielov.
2. PTFE má vynikajúce nepriľnavé vlastnosti, čo obmedzuje jeho priemyselné využitie. Ide o vynikajúci antiadhézny materiál, ktorý mimoriadne sťažuje priľnutie k povrchu iných predmetov.
3. Koeficient lineárnej rozťažnosti PTFE je 10 až 20-krát väčší ako u ocele, čo je väčší ako u väčšiny plastov, a jeho koeficient lineárnej rozťažnosti sa mení nepravidelne so zmenou teploty. Ak pri aplikácii PTFE nevenujete dostatočnú pozornosť tomuto aspektu výkonu, je ľahké spôsobiť straty.