PTFE


"Também conhecido como: Politetrafluoretileno."


Formas Disponíveis:
Chapas, Tarugos, Tubos, Buchas, Películas, Fitas, Monofilamentos, Gaxetas, Revestimentos, etc.

Características:
O PTFE é amplamente utilizado em todos os segmentos da indústria devido às suas inigualáveis propriedades de:
  • 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.
  • MoS2
  • Carbono
  • Cerâmica
  • Grafite
  • CaF2
  • Bronze
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. É comum encontrarmos problemas com descoloração de peças a partir de PTFE carregado com fibra de vidro (principalmente na parte externa de grandes tarugos ou lençóis de PTFE com fibra de vidro).
A fibra de vidro usada nos compostos carregados de PTFE possui um tratamento especial que reduz esta descoloração.

Carbono
O carbono amorfo (coque de petróleo ou coque 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 a 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 de 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%. Compostos em MoS2 necessitam cuidados especiais de fabricação.

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 Vantagem
Desvantagem
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 elongação.
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
Unidade Valor
Método de Ensaio
Densidade g / cm 2,14 - 2,2 DIN 53479
Resistência a ruptura
dN / mm 200 - 350 DIN 53455
Alongamento até ruptura % 200 - 400 DIN 53455
Tensão de Alongamento 10% dN / mm 110 - 120 DIN 53455
Módulo E de tração dN / mm 7500 DIN 53457
Módulo de Cisalhamento dN / mm 2700 DIN 53457
Limite de escoamento 1% dN / mm 100

---

Limite de escoamento 10% dN / mm 185 ---
Tensão limite de flexão dN / mm 180 - 200 DIN 53452
Resistência à flexão dN / mm Sem ruptura DIN 53452
Resistência ao impacto 10 dN. mm / mm Sem ruptura DIN 53453
Resistência ao impacto com entalhe dN. mm / mm 160 DIN 53453
Coeficiente de flexão alternada Carga alternada >10 DIN 53374
Dureza Shore Shore D 55 - 59 DIN 53505
Coeficiente de atrito:
PTFE / PTFE Seco
Estático
Dinâmico
PTFE / PTFE - Lubrificado com óleo
PTFE / AÇO - Lubrificado com óleo
--- 0,09
0,09
0,04 - 0,07
0,02 - 0,06
---
Resistência à compressão --- --- DIN 53454E


Propriedades Físicas e Térmicas
Unidade
Valor
Método de ensaio
Absorção de água % nulo ---
Coeficiente linear de dilatação:
20 - 100ºC
20 - 200ºC
20 - 300ºC
K
K
K


16. 10
19,5. 10
25. 10
DIN 52328
Calor específico KJ / Kg. k 0,970 ---
Condutividade térmica W / m . k 0,23 - 0,47
DIN 52612
Campo de aplicação térmica ºC -200 até +260 ---
Ponto de fusão ºC +327 ---
Flamabilidade --- nulo ---


Propriedades Elétricas Unidade Valor Método de ensaio
Constante Dielétrica relativa de 50 - 10 Hz --- 2,1 DIN 53483
Fator de perda dielétrica de 50 - 10 Hz
--- 0,3
0,7 . 10
DIN 53483
Rigidez Dielétrica KV / mm 20 - 80 VDE 0303 Parte 2
Resistência transversal específica . cm 10 DIN 53482
Resistência superficial
10 DIN 53482
Resistência à corrente de fuga --- KA3c VDE 0303 Parte 1/9.64
Resistência ao arco elétrico --- L4 VDE 0303 Parte 5


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

Os dados acima foram retirados de catálogos de processadores e/ou fabricantes da matéria-prima, representando resultados obtidos em experiências, todavia não assumimos compromissos pelos mesmos.


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