Когда Высокотемпературная клейкая лента из ПТФЭ используется там, где требуется постоянное натяжение, зажимное усилие или постоянная нагрузка – например, удержание изоляции на горячей трубе или действие в качестве структурного соединения при постоянном напряжении – может возникнуть скрытая проблема: ползучесть..
Ползучесть — это медленная, необратимая деформация материала под постоянной нагрузкой с течением времени. При комнатной температуре лента из ПТФЭ может показаться стабильной. Но при 200°C или даже 260°C (типичный рабочий диапазон) клеевой слой может размягчаться и течь, а подложка из ПТФЭ может подвергаться «холодной текучести» (ползучести ниже точки плавления).
Aokai PTFE испытывал ползучесть в течение тысяч часов. В этой статье объясняется, как оценивается ползучесть, какой вклад вносят клеевой слой и подложка, а также какие конструкции лент лучше всего противостоят ползучести.
Что такое ползучесть ленты из ПТФЭ – два измерения
Ползучесть по сути относится к вязкоупругой реакции материалов. Клеевой слой и подложка действуют по разным механизмам, но оба существенно влияют на общую устойчивость к деформации.
Компонент
Механизм ползучести
Ключевые факторы
Клеевой слой (силикон PSA)
Вязкое течение при длительном напряжении сдвига
Плотность сшивок, молекулярная масса, армирование наполнителя, толщина покрытия
Подложка (ткань с покрытием из ПТФЭ)
Холодная текучесть (скольжение полимерной цепи)
Армирование стекловолокном, модификация наполнителя, качество пропитки
Проблемы с условиями труда: ленты из ПТФЭ часто подвергаются постоянным нагрузкам при температуре 200–260°C, что намного превышает возможности обычных клеев, чувствительных к давлению. Требуются расширенные высокотемпературные испытания.
Свойства клеевого слоя – силиконовый PSA
В большинстве клейких лент из ПТФЭ используются чувствительные к давлению клеи на основе силикона, чья устойчивость к ползучести при высоких температурах зависит от следующих факторов:
Фактор
Влияние на сопротивление ползучести
Оптимальное направление
Плотность сшивок
Более высокая степень сшивки образует полную эластичную сеть → меньшая остаточная деформация.
Увеличение (но не настолько большое, чтобы потерять первоначальную липкость)
Молекулярный вес и структура
Высокая молекулярная масса + модификация винила/фенила → улучшенная когезионная прочность
Фенилсиликон с более высокой молекулярной массой для высоких температур
Армирующий наполнитель (например, коллоидный диоксид кремния)
Значительно повышает когезионную прочность, обеспечивает упругий отскок (как у резины) по сравнению с вязким растеканием (как у жевательной резинки).
Добавьте 5-15% армирующего наполнителя.
Толщина клеевого покрытия
Более толстый слой обеспечивает большее проскальзывание при сдвиге → более высокая ползучесть при той же нагрузке.
Используйте тонкое однородное покрытие для предотвращения ползучести.
Межфазная адгезия
Плохое сцепление приводит к отслаиванию клея от подложки → межфазное скольжение (не объемная ползучесть).
Используйте силиконовую грунтовку, убедитесь, что поверхность чистая.
Ключевой вывод: недостаточно сшитый силиконовый клей быстро разрушается при повышенных температурах. В противоскользящих лентах премиум-класса используется силикон с высокой плотностью поперечных связей, армирующими наполнителями и контролируемым тонким слоем.
Aokai PTFE используется силиконовый PSA с высокой плотностью поперечных связей и армированием из коллоидного диоксида кремния. В высокотемпературной ленте Независимое статическое испытание на сдвиг при 260°C (нагрузка 1000 г, перекрытие 12,5×25 мм) показало >150 часов до отказа – подходит для требовательных высокотемпературных применений с постоянной нагрузкой.
Свойства подложки: стекловолокно с покрытием из ПТФЭ в сравнении с пленкой из чистого ПТФЭ
Для лент из ПТФЭ используются две основные подложки с совершенно разными показателями ползучести:
Тип подложки
Сопротивление ползучести
Механизм
Пленка из чистого ПТФЭ
Плохие – склонны к известному хладотекучеству (холодной ползучести). Даже при умеренных постоянных нагрузках, значительно ниже точки плавления (327°C), происходит необратимая большая деформация из-за скольжения молекулярных цепей.
Неармированный полимер → цепи скользят друг мимо друга под постоянным напряжением
Стеклоткань, пропитанная ПТФЭ (преобладает для высокотемпературной ленты)
Превосходно : каркас из плетеного стекловолокна эффективно препятствует текучести ПТФЭ в холодном состоянии.
Композитная структура: стекловолокно выдерживает нагрузку, ПТФЭ обеспечивает антипригарное покрытие.
Для подложки, армированной стекловолокном, сопротивление ползучести определяется:
Фактор
Эффект
Плотность и толщина переплетения
Тяжелые ткани высокой плотности → высокий модуль растяжения → низкая ползучесть
Модифицированный наполненный ПТФЭ
Добавки (порошок стекловолокна, графит, углеродное волокно) ограничивают движение молекул ПТФЭ → повышают жесткость подложки и сопротивление ползучести.
Обработка ткани и полная пропитка
Полностью спеченный ПТФЭ, полностью герметизирующий стекловолокно, образует интегрированный композит, предотвращающий скольжение между слоями. Недостаточная пропитка → остатки ПТФЭ внутри тканевых сеток расползаются под нагрузкой
Толщина и плоскостность подложки
Толстые, равномерно плоские основания → высокая жесткость на изгиб → равномерное распределение напряжений → предотвращает локализованную преждевременную ползучесть из-за концентрации напряжений
Ключевой вывод: при работе с постоянной нагрузкой и при высоких температурах никогда не используйте пленочную ленту из чистого ПТЭФ – она необратимо расползется. Всегда выбирайте ленту из ПТФЭ, армированную стекловолокном..
Резюме – Как обеспечить сопротивление ползучести ленты из ПТФЭ
Фактор
Что искать
Чего следует избегать
Тип клея
Силиконовый PSA с высокой плотностью поперечных связей и наполнителем из коллоидного диоксида кремния.
Недосшитый силикон, акриловый PSA (ползет при более низкой температуре)
Толстый клеевой слой (>0,08 мм) – допускает скольжение при сдвиге.
Тип подложки
ПТФЭ, армированный стекловолокном
Пленка из чистого ПТФЭ (ползет на холоде)
Качество подложки
Переплетение высокой плотности, полностью пропитанное, полностью спеченное.
Свободное переплетение, недостаточная пропитка, частично спеченный
Межфазное соединение
Грунтовка между клеем и основой
Без грунтовки → отслаивание клея вместо расползания
Практическая рекомендация: Для применения в условиях высоких температур с постоянной нагрузкой (например, натяжение изоляции труб, удержание компонентов на нагретых плитах) запросите данные статического сдвига при конкретной температуре и нагрузке. Укажите ленту из ПТФЭ, армированную стекловолокном, а не пленочную ленту. Убедитесь, что клей представляет собой силикон с высокой плотностью поперечных связей и наполнителем.
Таким образом , сопротивление ползучести высокотемпературной клейкой ленты из ПТФЭ при длительной постоянной нагрузке зависит от двух компонентов. Слой силиконового PSA должен иметь высокую плотность поперечных связей, армирующие наполнители (коллоидный диоксид кремния) и тонкое однородное покрытие, чтобы противостоять вязкому течению. Подложка должна быть из ПТФЭ, армированного стекловолокном – пленка из чистого ПТФЭ подвергается необратимой ползучести при высоких температурах. Каркас из стекловолокна выдерживает нагрузку и сохраняет размерную стабильность композита.
Выбирая ленту из ПТФЭ для применения при постоянной нагрузке и высоких температурах, никогда не останавливайтесь на пленочной ленте из чистого ПТФЭ. Всегда запрашивайте данные статического сдвига при вашей рабочей температуре. И помните: связь между клеем и основой также имеет значение: обработанные грунтовкой поверхности раздела предотвращают скольжение поверхности.
Нужна устойчивая к ползучести лента из ПТФЭ для постоянной нагрузки при высоких температурах? Aokai PTFE предлагает ленту, армированную стекловолокном, с силиконовым PSA с высокой плотностью поперечных связей, подтвержденную испытаниями на статический сдвиг при 260°C. Свяжитесь с нами и сообщите ваши требования к нагрузке, температуре и продолжительности.
Если вам нужны дополнительные спецификации, руководства по применению и индивидуальные решения для всей нашей линейки продуктов, включая высокотемпературную ткань из ПТФЭ, клейкую ленту из ПТФЭ, сетчатую конвейерную ленту из ПТФЭ, бесшовную ленту термофиксатора, одностороннюю ткань из ПТФЭ, высокотемпературную конвейерную ленту и термостойкую ткань из стекловолокна , свяжитесь с нами:
Мы придерживаемся профессионализма и честности, стремимся предоставлять универсальные индивидуальные решения и внимательное послепродажное обслуживание!
