PTFE är ett mycket användbart material eftersom det har en unik kombination av egenskaper.PTFE är kemiskt inert, väderbeständig, utmärkt elektrisk isolering, hög temperaturbeständighet, låg friktionskoefficient och icke-vidhäftande egenskaper.
Polymerer används ofta inom tillverkning och ingenjörskonst, men publicerad forskning som beskriver deras mekaniska egenskaper är till synes underrepresenterad med tanke på deras betydelse.Mycket av de data som presenteras ger alltför ofta otillräcklig information om den exakta härstamningen av den testade polymeren och dess bearbetningshistorik.Detta beror möjligen på att det ofta är lika svårt att fastställa baslinjens materialkarakterisering som att utföra de faktiska mekaniska testerna.Dessutom är noggrann datormodellering av polymermekanisk respons fortfarande i sin linda.Många empiriska metoder används ofta, men de tenderar att vara felaktiga utanför ett smalt parameterintervall.En anledning till detta, bortsett från komplexiteten i polymersvaret, är att data ofta är otillgängliga utanför ett smalt experimentellt parameterintervall för att utmana och utöka robustheten hos empiriska eller fenomenologiskt baserade konstitutiva modeller.Här presenterar vi de första resultaten av en samlad multidisciplinär ansträngning som syftar till att förstå det mekaniska svaret hos en välkarakteriserad polymer både ur experimentell synvinkel och senare, kopplat till produktionen av en robust teoretisk modell som kan implementeras i datorkoder .
Polymeren som beskrivs i denna studie är poly(tetrafluoretylen) (PTFE).Det valdes av flera skäl, inklusive dess användning som ett vanligt ingenjörsmaterial för små högpresterande delar och dess tillgänglighet från flera tillverkare.Även om den har studerats mycket tidigare, har den fått lite uppmärksamhet i den öppna litteraturen under de senaste 25 åren.Vi har valt att återvända till detta material på grund av dess strukturella komplexitet och bristen på mekaniska data.PTFE är ett anmärkningsvärt material på många sätt.Den uppvisar användbara egenskaper över det bredaste temperaturintervallet för någon polymer;PTFE bibehåller ett visst mått av duktilitet vid 4 K och används i vissa situationer i applikationer vid 540 8C. Det är olösligt i alla vanliga lösningsmedel och är resistent mot nästan alla sura och frätande material.PTFE har bland den högsta resistiviteten av något material, en mycket hög dielektrisk hållfasthet och låg dielektrisk förlust.Glidfriktionskoefficienten mellan PTFE och många tekniska material är extremt låg och när den sintras med slitageminskande föreningar bildas en industriellt viktig klass av lagermaterial.Tillsammans med dess låga friktionskoefficient och kemiska stabilitet är PTFE nästan omöjligt för andra material att fästa vid.Denna egenskap används ofta inom industriell processteknik där enkel rengöring är viktig.En aspekt av PTFE som har hållit tillbaka den från mer omfattande industriell och ingenjörsmässig användning är dess höga smältviskositet (1011 P vid 380 8C).Detta förhindrar att formsprutning och formblåsning är möjlig och endast dyra sintrings- och extruderingsprocesser är tillgängliga för delproduktion.
Denna artikel fokuserar på baslinjematerialkaraktärisering och kompressionsresponsen hos stamtavlade PTFE-material vid olika töjningshastigheter och temperaturer.Framtida artiklar kommer att behandla drag- och skjuvrespons, detaljerade effekter av polymerkristallinitet, ballistiskt och chockbeteende och utvecklingen av en tillämplig teoretisk konstitutiv modell.
Mycket lite tidigare forskning om PTFEs kompressionsegenskaper har publicerats.Det finns viss forskning om krypegenskaperna, men när det gäller teknisk deformation har endast sex referenser kommit till författarnas kännedom.1963 publicerade Davies en artikel om utvecklingen av ett Split-Hopkinson-stångsystem.Som en del av denna rapport presenterades en spännings-/töjningskurva för enkel rumstemperatur för PTFE vid z1700 sK1.Den maximala belastningen i detta system var endast 3 %.Ytterligare data med hög spänningshastighet på polymer kontra temperatur publicerades av Gray och Walley.Koo publicerade stress/belastningsdata för en Imperial Chemical Industries PTFE-produkt som heter Halon G-80 1965.Temperaturens effekter på den mekaniska responsen diskuterades också kort.
Posttid: 2016-aug-16