PTFE is een zeer bruikbaar materiaal omdat het een unieke combinatie van eigenschappen heeft.PTFE is chemisch inert, weerbestendig, uitstekende elektrische isolatie, bestand tegen hoge temperaturen, een lage wrijvingscoëfficiënt en niet-klevende eigenschappen.
Polymeren worden vaak gebruikt bij de productie en engineering, maar gepubliceerd onderzoek dat hun mechanische eigenschappen beschrijft, is schijnbaar ondervertegenwoordigd gezien hun belang.Veel van de gepresenteerde gegevens geven maar al te vaak onvoldoende informatie over de exacte herkomst van het geteste polymeer en de verwerkingsgeschiedenis ervan.Dit komt mogelijk omdat het vaststellen van de basismateriaalkarakterisering vaak net zo moeilijk is als het uitvoeren van de daadwerkelijke mechanische tests.Bovendien staat nauwkeurige computermodellering van de mechanische respons van polymeer nog in de kinderschoenen.Er worden veel empirische methoden algemeen gebruikt, maar deze zijn vaak onnauwkeurig buiten een smal parameterbereik.Eén reden hiervoor, afgezien van de complexiteit van de polymeerrespons, is dat er vaak geen gegevens beschikbaar zijn buiten een smal experimenteel parameterbereik om de robuustheid van empirische of fenomenologische gebaseerde constitutieve modellen uit te dagen en uit te breiden.Hier presenteren we de eerste resultaten van een gezamenlijke multidisciplinaire inspanning gericht op het begrijpen van de mechanische respons van een goed gekarakteriseerd polymeer, zowel vanuit experimenteel oogpunt als later, gekoppeld aan de productie van een robuust theoretisch model dat in computercodes kan worden geïmplementeerd. .
Het in dit onderzoek beschreven polymeer is poly(tetrafluorethyleen) (PTFE).Er werd om verschillende redenen voor gekozen, waaronder het gebruik ervan als algemeen technisch materiaal voor kleine hoogwaardige onderdelen en de beschikbaarheid ervan bij verschillende fabrikanten.Hoewel het in het verleden uitgebreid is bestudeerd, heeft het de afgelopen 25 jaar weinig aandacht gekregen in de open literatuur.We hebben ervoor gekozen dit materiaal opnieuw te bekijken vanwege de structurele complexiteit en het gebrek aan mechanische gegevens.PTFE is in veel opzichten een opmerkelijk materiaal.Het vertoont nuttige eigenschappen over het breedste temperatuurbereik van elk polymeer;PTFE behoudt enige mate van ductiliteit bij 4 K en wordt in sommige situaties gebruikt in toepassingen bij 540 °C. Het is onoplosbaar in alle gangbare oplosmiddelen en is bestand tegen vrijwel alle zure en bijtende materialen.PTFE heeft een van de hoogste weerstandsvermogens van alle materialen, een zeer hoge diëlektrische sterkte en een laag diëlektrisch verlies.De glijwrijvingscoëfficiënt tussen PTFE en veel technische materialen is extreem laag en wanneer het wordt gesinterd met slijtageverminderende verbindingen, ontstaat er een industrieel belangrijke klasse lagermaterialen.Gekoppeld aan de lage wrijvingscoëfficiënt en chemische stabiliteit is het voor andere materialen bijna onmogelijk om zich aan PTFE te hechten.Deze eigenschap wordt vaak gebruikt in de industriële verwerkingstechnologie waar reinigingsgemak belangrijk is.Eén aspect van PTFE dat het heeft weerhouden van uitgebreider industrieel en technisch gebruik is de hoge smeltviscositeit (1011 P bij 380 °C).Dit verhindert dat spuitgieten en blaasvormen mogelijk zijn en voor de productie van onderdelen zijn alleen dure sinter- en extrusieproductieprocessen beschikbaar.
Dit artikel richt zich op basismateriaalkarakterisering en de compressierespons van de traditionele PTFE-materialen bij verschillende reksnelheden en temperaturen.Toekomstige artikelen zullen zich bezighouden met de trek- en schuifrespons, gedetailleerde effecten van polymeerkristalliniteit, ballistisch en schokgedrag en de ontwikkeling van een toepasbaar theoretisch constitutief model.
Er is zeer weinig eerder onderzoek naar de drukeigenschappen van PTFE gepubliceerd.Er bestaat enig onderzoek naar de kruipeigenschappen, maar in termen van technische vervorming zijn slechts zes referenties onder de aandacht van de auteurs gekomen.In 1963 publiceerde Davies een artikel over de ontwikkeling van een Split-Hopkinson-barsysteem.Als onderdeel van dit rapport werd een spannings-/rekcurve voor PTFE bij kamertemperatuur gepresenteerd op z1700 sK1.De maximale spanning die in dit systeem werd opgelegd, bedroeg slechts 3%.Verdere gegevens over hoge reksnelheden over polymeer versus temperatuur werden gepubliceerd door Gray en Walley.Koo publiceerde in 1965 spannings-/rekgegevens voor een PTFE-product van Imperial Chemical Industries, Halon G-80 genaamd.De effecten van temperatuur op de mechanische respons werden ook kort besproken.
Posttijd: 16 augustus 2016