14/11/2015

PTFE

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PTFE

Também conhecido como: politetrafluoretileno ou TeflonŸ.

Formatos disponíveis: chapas, tarugos, tubos, buchas, películas, lençóis, fitas, monofilamentos, gaxetas, revestimentos, etc.

O PTFE é amplamente utilizado em todos os segmentos da indĂșstria devido Ă s suas inigualĂĄveis propriedades de:

  • InĂ©rcia quĂ­mica;
  • Excelente resistĂȘncia tĂ©rmica, com temperatura de serviço de 260ÂșC;
  • Baixo coeficiente de atrito;
  • Excelentes propriedades elĂ©tricas.

Mas, a crescente exigĂȘncia de performance mecĂąnica pela indĂșstria, criou a necessidade de combinar as propriedades do PTFE Ă s de cargas minerais e metĂĄlicas, visando elevar as propriedades mecĂąnicas deste notĂĄvel polĂ­mero; surgindo assim os materiais carregados em PTFE. Em geral, o uso de material carregado melhora a resistĂȘncia do desgaste, reduz a taxa de fluĂȘncia e deformação inicial, aumentando a dureza e a condutividade tĂ©rmica, e diminui o coeficiente de expansĂŁo tĂ©rmica.

Apesar de inĂșmeras cargas poderem ser incorporadas ao PTFE, a quase totalidade das exigĂȘncias das aplicaçÔes sĂŁo alcançadas em sete tipos de carga:

  • Fibra de vidro
  • Carbono
  • Grafite
  • Bronze
  • MoS2
  • CerĂąmica
  • CaF2

As propriedades dos compostos estĂŁo extremamente relacionadas com a quantidade de carga incorporada. Em geral, a escolha de uma determinada carga Ă© guiada por:

Fibra de vidro Pequenas fibras de sĂ­lica (SiO2) com 13 micra de diĂąmetro, que melhoram a resistĂȘncia Ă  fluĂȘncia ("creep resistance") tanto em altas quanto em baixas temperaturas, aliadas a uma boa resistĂȘncia ao desgaste e a resistĂȘncia quĂ­mica notĂĄvel, excetuando-se bases fortes e HF, boa estabilidade dimensional. As propriedades elĂ©tricas do PTFE sĂŁo pouco afetadas.
Carbono O carbono amorfo (croque de petrĂłleo ou croque parcialmente grafitado) Ă© uma das cargas mais inertes, excetuando-se ambientes oxidantes onde a fibra de vidro possui melhor performance. Aumenta a resistĂȘncia ao desgaste na presença de ĂĄgua. Quando em combinação com grafite, constitui a melhor opção para anĂ©is de pistĂŁo nĂŁo-lubrificados.
Fibra de carbono A fibra de carbono em geral traz os mesmos benefĂ­cios que a fibra de vidro, ou seja, possui menos deformação Ă  carga, maiores mĂłdulos de flexĂŁo e compressĂŁo, e uma maior dureza. Em geral uma quantidade menor de fibra de carbono irĂĄ 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 nĂŁo Ă© recomendada. Quando utilizados na mesma proporção, compostos de fibras de carbono terĂŁo melhor e menor expansĂŁo tĂ©rmica que compostos de fibras de vidro, alĂ©m de serem mais leves. É amplamente utilizada como assento deslizante ou anel de vedação, como, por exemplo, em bombas de ĂĄgua e amortecedores, respectivamente.
Grafite É uma modificação cristalina do carbono com alta pureza, sintĂ©tico e de formato irregular. Os carregados de grafite possuem um dos menores coeficientes de fricção, aliados a uma excelente resistĂȘncia ao desgaste, principalmente contra metais nobres. Alia altas cargas Ă  altas velocidades de contato, sendo ainda inerte quimicamente. Geralmente estĂĄ combinando com outras cargas.
Bronze Liga de Cu/Sn: 9/1 que, quando incorporada ao PTFE, forma um composto com condutividade tĂ©rmica e resistĂȘncia Ă  fluĂȘncias superiores Ă  maioria dos outros compostos. Muito utilizado em sistemas hidrĂĄulicos bem como em pistas deslizantes de mĂĄquinas operatrizes. NĂŁo Ă© indicado em aplicaçÔes elĂ©tricas. 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 aplicaçÔes elétricas, visto que pouco afeta as propriedades elétricas do PTFE. Boa inércia química, dissolvendo-se apenas em åcidos fortes e oxidantes. Esta carga é excelente para aplicaçÔes do tipo intermitente e suporta altas pressÔes, sendo o mais indicado para desgaste a seco. Geralmente é incorporado com outras cargas e sua concentração não ultrapassa 5%.
CerĂąmica ou alumina (Al2O3) Geralmente utilizado para aplicaçÔes elĂ©tricas, pois Ă© um excelente isolador elĂ©trico. É um material bem duro, e a usinagem da peça acabada deve ser evitada. Peças de formato complicado devem ser feitas por moldagem isostĂĄtica.
Fluoreto de CĂĄlcio (CaF2) É uma carga usada como alternativa a meios corrosivos que atacam a fibra de vidro como HF e bases fortes. Fluoreto de cĂĄlcio de alta pureza Ă© tambĂ©m utilizado para aplicaçÔes elĂ©tricas.
Pigmentos É possĂ­vel pigmentar o PTFE com pigmentos inorgĂąnicos que suportam temperaturas de 400ÂșC. Os pigmentos nĂŁo trazem mudanças significativas nas propriedades do PTFE.
Carga Vastagens Desvantagens
Fibra de vidro Resiste à oxidação, bom para meios åcidos, boas propriedades elétricas e estabilidade dimensional. Resina de uso geral Atacada por bases fortes.
Carbono Inerte, boa resistĂȘncia ao desgaste a seco e com ĂĄgua. Boa condutividade tĂ©rmica. Ruim para meios oxidantes, baixa propriedades de tensĂŁo e alongamento.
Grafite Baixa fricção, inerte, melhora a resistĂȘncia ao desgaste e fluĂȘncia, melhor para contato com metais moles, geralmente incorporado com outras cargas. Alto desgaste com metais duros.
Bronze ResistĂȘncia Ă  compressĂŁo e dureza melhoradas, menor fluĂȘncia, baixo desgaste e fricção, alta condutividade tĂ©rmica e fĂĄcil de usinar. Baixa resistĂȘncia quĂ­mica e condutor elĂ©trico.
MoS2 Superfície dura, lubricidade, melhora desgaste a fricção, suporta altas pressÔes, excelente em aplicaçÔes a våcuo, intermitentes e desgaste a seco. Difícil de processar.
Cerùmica Excelentes propriedades mecùnicas e elétricas. Difícil de ser usinado.
CaF2 Alternativa à fibra de vidro em ambientes alcalinos e HF. Bom para aplicaçÔes elétricas. Checar se absorve umidade.

Os dados abaixo devem ser utilizados somente como referĂȘncia de consulta. Para cada aplicação especĂ­fica sĂŁo necessĂĄrios testes individuais para a determinação de suas efetivas caracterĂ­sticas e propriedades.

Propriedades MecĂąnicas Normas Valores
Densidade ASTM D792 2,13 a 2,21 g/cmÂł
Alongamento (ruptura) DIN EN ISO 527 220%
TensĂŁo de Ruptura ASTM D4894 70 a 210 Kgf/cmÂČ
ResistĂȘncia Ă  compressĂŁo (1% de deformação) ASTM D695 5 MPa
ResistĂȘncia Ă  compressĂŁo ASTM D695 44 a 100 Kgf/cmÂČ
Tensão de deformação para 1% de alongamento depois de 1000h 1,58
Coeficiente de fricção (em aço retificado - p = 0,05 N/mmÂČ, v = 0,6 m/s) 0,08-0,10
Desgaste (em aço retificado - p = 0,015 N/mmÂČ, v = 0,6 m/s) 21 ”m/Km
Coeficiente de atrito estĂĄtico ASTM D1894 0,06 a 0,09
Coeficiente de atrito dinĂąmico ASTM D1894 0,13
ResistĂȘncia ao impacto (Charpy - 23°C) DIN EN ISO 179 not broken KJ/mÂČ
Dureza Shore D ASTM D2240 50 a 55 Shore D
Propriedades TĂ©rmicas Normas Valores
Temperatura de uso contĂ­nuo -200 a 260ÂșC
Temperatura de transição vĂ­trea DIN 53765 -20ÂșC
Temperatura de distorção por calor (HDT) - mĂ©todo A ISO R75 / DIN 53461 55ÂșC
Temperatura de distorção por calor (HDT) - mĂ©todo B ISO R75 / DIN 53461 121ÂșC
Coeficiente de condutividade térmica (23°C) 0,25 W/(K.m)
Calor específico (23°C) 1 J/g.K
Coeficiente de expansão térmica (23°C-55°C) DIN 53752 12 10^-5/k
Propriedades Elétricas Normas Valores
Constante Dielétrica (10^6 Hz) DIN 53483 / IEC 250 2,1
Fator de perda dielétrica (10^6 Hz) DIN 53483 / IEC 250 0,0002 KV/mm
Volume especĂ­fico de resistĂȘncia DIN IEC 60093 10^16 Ω*cm
ResistĂȘncia superficial DIN IEC 60093 10^16 Ω
Rigidez dielétrica DIN 53481 / IEC 243 / VDE 0303 48 KV/mm
ResistĂȘncia Ă s correntes de fuga DIN 53481, vde 0303 KA3c KB>600
Propriedades FĂ­sicas Normas Valores
Teor de absorção de ågua (23°C/50%) DIN EN ISO 62 <0,05%
Inflamabilidade V0
Propriedades QuĂ­micas
O PTFE Ă© quase totalmente inerte. Somente Ă© atacado por metais alcalinos lĂ­quidos, como tambĂ©m por algumas ligaçÔes de fluor sob pressĂŁo e temperaturas elevadas. Suporta temperaturas de -200ÂșC atĂ© +260ÂșC