PTFE este un material foarte util deoarece are o combinație unică de proprietăți.PTFE este inert chimic, rezistent la intemperii, izolație electrică excelentă, rezistență la temperaturi ridicate, un coeficient scăzut de frecare și proprietăți neadezive.
Polimerii sunt utilizați în mod obișnuit în fabricație și inginerie, cu toate acestea, cercetările publicate care descriu proprietățile lor mecanice sunt aparent subreprezentate, având în vedere importanța lor.Multe dintre datele care sunt prezentate oferă prea frecvent informații insuficiente despre pedigree-ul exact al polimerului testat și despre istoricul prelucrării acestuia.Acest lucru se datorează probabil pentru că stabilirea caracterizării materialelor de bază este adesea la fel de dificilă ca și efectuarea testelor mecanice reale.În plus, modelarea computerizată precisă a răspunsului mecanic al polimerului este încă la început.Multe metode empirice sunt utilizate în mod obișnuit, dar tind să fie inexacte în afara unui interval restrâns de parametri.Un motiv pentru aceasta, în afară de complexitatea răspunsului polimerului, este că adesea datele nu sunt disponibile în afara unui interval îngust de parametri experimentali pentru a provoca și extinde robustețea modelelor constitutive empirice sau fenomenologice.Aici, prezentăm primele rezultate ale unui efort multidisciplinar concertat care vizează înțelegerea răspunsului mecanic al unui polimer bine caracterizat atât din punct de vedere experimental, cât și ulterior, cuplat cu producerea unui model teoretic robust, capabil să fie implementat în coduri computerizate. .
Polimerul descris în acest studiu este poli(tetrafluoretilenă) (PTFE).A fost ales din mai multe motive, inclusiv utilizarea sa ca material de inginerie comun pentru piese mici de înaltă performanță și disponibilitatea sa de la mai mulți producători.Deși a fost studiat pe larg în trecut, a primit puțină atenție în literatura deschisă în ultimii 25 de ani.Am ales să revizuim acest material din cauza complexității sale structurale și a lipsei de date mecanice.PTFE este un material remarcabil din multe puncte de vedere.Prezintă proprietăți utile pe cel mai larg interval de temperatură al oricărui polimer;PTFE păstrează o anumită măsură de ductilitate la 4 K și în unele situații este utilizat în aplicații la 540 8C. Este insolubil în toți solvenții obișnuiți și este rezistent la aproape toate materialele acide și caustice.PTFE are cea mai mare rezistivitate dintre orice material, o rigiditate dielectrică foarte mare și pierderi dielectrice scăzute.Coeficientul de frecare de alunecare dintre PTFE și multe materiale de inginerie este extrem de scăzut și atunci când sunt sinterizate cu compuși reducători de uzură, se formează o clasă importantă din punct de vedere industrial de materiale pentru rulmenți.Cuplat cu coeficientul său scăzut de frecare și stabilitatea chimică, PTFE este aproape imposibil să adere la alte materiale.Această proprietate este adesea folosită în tehnologia de procesare industrială, unde ușurința de curățare este importantă.Un aspect al PTFE care l-a împiedicat de la utilizarea industrială și de inginerie mai extinsă este vâscozitatea sa ridicată la topire (1011 P la 380 8C).Acest lucru împiedică injecția și turnarea prin suflare să fie posibile și numai procesele costisitoare de sinterizare și extrudare sunt disponibile pentru producția de piese.
Această lucrare se concentrează pe caracterizarea materialului de bază și pe răspunsul compresiv al materialelor PTFE cu pedigree la diferite rate de deformare și temperaturi.Lucrările viitoare vor trata răspunsul la tracțiune și forfecare, efectele detaliate ale cristalinității polimerului, comportamentul balistic și la șoc și dezvoltarea unui model constitutiv teoretic aplicabil.
Au fost publicate foarte puține cercetări anterioare privind proprietățile compresive ale PTFE.Există unele cercetări privind proprietățile de fluaj, dar în ceea ce privește deformarea inginerească, doar șase referințe au intrat în atenția autorilor.În 1963, Davies a publicat o lucrare despre dezvoltarea unui sistem de bare Split-Hopkinson.Ca parte a acestui raport, o singură curbă de tensiune/deformare la temperatura camerei pentru PTFE a fost prezentată la z1700 sK1.Tensiunea maximă impusă în acest sistem a fost de numai 3%.Date suplimentare cu privire la rata de deformare ridicată privind polimerul față de temperatură au fost publicate de Gray și Walley.Koo a publicat date de stres/deformare pentru un produs PTFE Imperial Chemical Industries numit Halon G-80 în 1965.Au fost de asemenea discutate pe scurt efectele temperaturii asupra răspunsului mecanic.
Ora postării: 16-aug-2016