Jei kada nors lankstėte gabalėlį PTFE dengtas stiklo pluošto audinys smarkiai, tikriausiai iškart pamatėte baltą raukšlių liniją. Sulenkite dar kartą toje pačioje vietoje ir audinys gali plyšti.
Tai nėra defektas – tai būdingas medžiagos elgesys. PTFE aukštos temperatūros audinys puikiai atsparus karščiui, cheminėms medžiagoms ir lipnumui, tačiau atsparumas lankstymui (pakartotinis lankstymas) yra silpniausia jo mechaninė savybė.
Aokai PTFE išbandė lankstumą įvairiais storiais ir pynimais. Šiame straipsnyje paaiškinama, kodėl audinys prastai susilanksto, palyginamas su kitomis medžiagomis ir pateikiami praktiniai būdai, kaip apeiti šį apribojimą.
Kodėl PTFE audinys turi prastą atsparumą lankstumui?
Pagrindinė priežastis yra stiklo pluošto substratas , o ne PTFE danga.
1. Stiklo pluoštas – tvirtas, bet trapus
Stiklo pluoštai pasižymi itin dideliu tempiamuoju stipriu, bet labai mažu pailgėjimu trūkimo metu (paprastai 2-4%). Pakartotinai lenkiant, atskiri siūlai pavargsta ir lūžta. Kai nutrūksta keli pluoštai, įtempimas susikoncentruoja į likusius, todėl greitai plinta – audinys lengvai plyšta.
2. PTFE danga – ribotas buferis
PTFE sluoksnis sutepa pluošto sruogas, sumažindamas vidinę trintį ir šiek tiek pagerindamas lankstumą. Tačiau jis negali pašalinti stiklo trapumo. Tai tik šiek tiek atitolina pluošto plyšimą.
Kaip tai palyginti su kitomis medžiagomis?
Medžiaga
Atsparumas lankstumui (santykinis)
Kodėl
PTFE dengtas stiklo pluoštas (šis straipsnis)
Vargšas
Trapus stiklo pluoštas įtrūksta pakartotinai lenkiant
Gryna PTFE plėvelė (pralenkta)
Puikus (šimtai tūkstančių ciklų)
Jokio sutvirtinimo, lanksčios molekulinės grandinės
Nepadengtas stiklo pluošto audinys
Blogiau nei padengtas
PTFE danga sumažina tarppluošto dilimą, todėl padengta šiek tiek geriau
Aramidinis audinys (pvz., Nomex)
Gerai
Organiniai pluoštai iš prigimties yra lankstesni
PPS arba poliesterio audinys
Gerai
Mažesnis atsparumas karščiui, bet daug geresnis lankstumo tarnavimo laikas
Svarbiausias dalykas: PTFE dengtas stiklo pluoštas yra nuo vidurio iki apatinio galo tarp aukštos temperatūros audinių, kad būtų atsparus lankstumui. Tai geriau nei plikas stiklas, bet daug blogesnis už gryną PTFE plėvelę.
Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos atsparumui lankstumui
1. Storis – svarbiausias veiksnys
Storis
Apytikslė lankstymo ištvermė
Nesėkmės režimas
0,08 mm
Nuo šimtų iki ~1000 sulenkimų
Laipsniškas mikrokrekingas
0,13 mm
Keliasdešimt iki kelių šimtų raukšlių
Balta raukšlė po stambaus sulenkimo
0,25 mm ir daugiau
Dešimtys raukšlių – matomas įtrūkimas per 50 ciklų
Trapus lūžis, dangos atsisluoksniavimas
Nykščio taisyklė: plonesni audiniai geriau lankstosi. Tais atvejais, kai reikia pakartotinai lenkti, nurodykite ploniausią rūšį, atitinkančią kitus jūsų poreikius (stiprumą, temperatūrą).
2. Pynimo konstrukcija
Satino pynimas – ilgesnės plūdės leidžia siūlams šiek tiek slysti, paskirstydami lenkimo įtampą. Geresnis lankstumo laikas nei paprasto pynimo.
Esant aukštesnei temperatūrai (200-260°C), PTFE danga suminkštėja, mažėja stiklo pluošto mechaninis stiprumas. Tai dar labiau pablogina lankstumo nuovargio atsparumą. Jei jūsų taikymas susijęs su dideliu karščiu ir dažnai lenkimu, tikėkitės trumpesnio tarnavimo laiko.
4. Lenkimo spindulys
Didesnis spindulys = ilgesnis tarnavimo laikas. Dėl aštrių raukšlių (spindulys <1 mm) susidaro negyvos raukšlės, kurios akimirksniu nutrūksta. Kreipiamiesiems volams naudokite didžiausią praktinį skersmenį. Mažiausias rekomenduojamas ritinėlio skersmuo yra 10–20 kartų didesnis už audinio storį.
Vidiniai bandymo duomenys (Aokai PTFE) : 0,13 mm atlasinio pynimo audinys, lenkiant per 10 mm šerdį, buvo atlikta 500–800 ciklų prieš matomą įtrūkimą. Virš 5 mm šerdies ciklai sumažėjo iki 100–150. Virš 2 mm šerdies (aštrios raukšlės) gedimas įvyko per 20 ciklų.
Praktinės taikymo rekomendacijos
Jei jūsų įrangą reikia dažnai lenkti atgal, pvz.:
Aukšto dažnio suvirintuvo pavaros diržai
Įtempimo diržai, apvyniojami aplink mažus skriemulius
Išardomos konvejerio juostos su staigiais posūkiais
Turite tris parinktis:
1. 1 variantas – optimizuokite PTFE audinio pasirinkimą neperžengdami savo ribų
Rinkitės plonesnes rūšis (0,08–0,13 mm), o ne sunkias
Pirmenybę teikite atlasiniam pynimui, o ne paprastam pynimui
Prašyti MIT lankstumo testo duomenų iš savo tiekėjo (ASTM D2176 ar panašiai)
Priimkite PTFE audinį kaip vartojimo reikmenis – planuokite periodinį keitimą (kas kelis mėnesius, priklausomai nuo ciklo skaičiaus)
2. 2 variantas – pereiti prie vientisos PTFE plėvelės
Gryna PTFE plėvelė (pralenkta) pasižymi išskirtiniu atsparumu lankstumui. Tačiau jai trūksta stiklo pluošto sutvirtinimo, todėl jis turi mažesnį atsparumą tempimui ir lengviau plyšta įtemptas. Jis tinka lengviems, žemos įtampos lenkimo darbams.
3. 3 variantas – naudokite aramido arba kito organinio pluošto audinį
Aramidinis (pvz., Nomex) arba PPS audinys, padengtas PTFE, užtikrina geresnį lankstumą nei stiklo PTFE audinys. Kompromisas: mažesnis nuolatinis atsparumas temperatūrai (paprastai ≤200°C) ir skirtingos paviršiaus savybės. Naudodami žemesnėje nei 200°C temperatūroje ir stipriai lenkdami, apsvarstykite šias alternatyvas.
Aokai PTFE pagal užsakymą gamina PTFE dengtą aramidinį audinį. Susisiekite su mumis dėl temperatūros ir lankstumo duomenų.
Santrauka – žinokite ribas, atitinkamai kurkite
PTFE aukštos temperatūros audinys gerai atlaiko tempimą, aukštą karštį (260°C) ir cheminį poveikį. Tačiau jo menkas atsparumas lankstumui yra tikras apribojimas. Jis negali atlaikyti aštraus kartotinio lankstymo, pavyzdžiui, guminių diržų ar grynos PTFE plėvelės.
Naudokite jį ten, kur lenkimas yra švelnus arba nedažnas. Jei staigus ar dažnas lenkimas yra neišvengiamas, ploninkite, naudokite atlasinį pynimą, padidinkite lenkimo spindulį arba pakeiskite medžiagą.
Aokai PTFE pateikia visų mūsų audinių rūšių lankstumo bandymų duomenis. Galime padėti pasirinkti tinkamą storį ir pynimą pagal jūsų taikomus lenkimo reikalavimus.
