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聚四氟乙烯密封材料与密封结构 ( 真空系统设计 )

2020-12-23 11:13:07

聚四氟乙烯,俗称塑料王,是四氟乙烯的聚合物,呈白色或灰白色。它是由三氯甲烷和氢氟酸在高压下聚合而成的四氟乙烯(粉末)。在370℃下,将获得的四氟乙烯粉末模压并烧结,以产生一种坚韧、非热塑性和无孔的树脂。虽然聚四氟乙烯大部分是结晶的,但它没有熔点。其塑性随温度升高而增加,力学性能迅速恶化,在327℃时转变为不流动的无定形胶状物。在超过400摄氏度的温度下,聚四氟乙烯会分解,释放出有毒的挥发性氟化物气体。氟塑料具有良好的低温性能,当温度低于-80℃时仍能保持韧性。在真空系统中,聚四氟乙烯可用作密封垫、移动式吸入装置的密封、绝缘元件和低摩擦运动元件。聚四氟乙烯的使用温度范围为-80~200C,在100~120C的温度范围内可长时间工作,工作温度可达250C(仅短时)。

PTFE结构紧凑,真空性能优良。它的渗透性,以及室温下的蒸汽压和放气率都非常低,比橡胶和其他塑料好。25℃时蒸汽压为10-4pA,350℃时为4x10-3Pa。

PTFE与自身或钢之间的摩擦系数很低,钢的摩擦系数在0.02~0.1之间,可作为无油轴承材料,也可用于真空动态密封。聚四氟乙烯:对于轴封填料须加润滑剂,为了降低氟塑料对金属的摩擦系数,不加润滑剂须保证密封结构具有良好的导热性(或用改性氟塑料),以免摩擦过热而导致密封材料损坏。

聚四氟乙烯具有优良的电绝缘性能。它具有很高的电阻率和低的介电损耗。由于聚四氟乙烯不吸收或吸收水蒸气(它不吸收水,也不被水渗透),即使在100%的相对湿度下,其表面电阻率也很高。

使得聚四氟乙烯特别适用于各种需要绝缘的场合。

聚四氟乙烯的化学稳定性比其他任何弹塑性材料都要好。它不与所有已知的酸和碱反应,包括三种强酸和氢氟酸。聚四氟乙烯不溶于任何已知溶剂(但溶于熔融碱)。在室温下,聚四氟乙烯是不易燃、无毒的。只有当加热温度高于400摄氏度时,才会放出有毒气体。由于其不活泼,聚四氟乙烯只能用特殊方法粘合。粘接时应注意胶粘剂的工作温度。

聚四氟乙烯可以用普通刀具高速切削。在ptFE烧结成型过程中,可以加入不同的添加剂(如石墨、玻璃纤维、铜粉等)可得到改性聚四氟乙烯,主要是为了改善ptFE的力学性能和热性能。聚四氟乙烯的弹性和可压缩性不如橡胶,在高负荷下容易流动甚至断裂。当载荷大于3MPa时,会产生残余变形。当加载到20MPa左右时,会被压碎。因此,聚四氟乙烯-一般只作为带槽法兰的垫片材料使用,且载荷不超过3.5MPa。在密封结构设计中,可以采用橡胶或弹簧补偿器来弥补聚四氟乙烯的缺点。当采用氟塑料作为膨胀环结构材料时,不仅取决于密封介质的压力,还取决于密封套的外部压力,以形成可靠的密封,因此在使用中应注意定期拧紧连接法兰的螺母,以保证法兰的密封性能。

PTFE密封件

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