คุณสมบัติของโพลี (PTFE) ในการบีบอัด – บทนำ

PTFE เป็นวัสดุที่มีประโยชน์มากเนื่องจากมีการผสมผสานคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์PTFE เป็นฉนวนไฟฟ้าเฉื่อยทางเคมี ทนต่อสภาพอากาศ เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ทนต่ออุณหภูมิสูง ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ และมีคุณสมบัติไม่ยึดเกาะ

โดยทั่วไปโพลีเมอร์จะใช้ในการผลิตและวิศวกรรม อย่างไรก็ตาม งานวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์ซึ่งอธิบายคุณสมบัติทางกลของโพลีเมอร์นั้นดูเหมือนจะยังไม่ค่อยมีคุณค่านักเมื่อพิจารณาถึงความสำคัญของโพลีเมอร์ข้อมูลส่วนใหญ่ที่นำเสนอมักให้ข้อมูลไม่เพียงพอเกี่ยวกับสายเลือดที่แน่นอนของโพลีเมอร์ที่ทดสอบและประวัติการประมวลผลอาจเป็นเพราะการสร้างลักษณะเฉพาะของวัสดุเส้นฐานมักจะทำได้ยากพอๆ กับการทดสอบทางกลจริงนอกจากนี้ การสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่แม่นยำของการตอบสนองเชิงกลของโพลีเมอร์ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นโดยทั่วไปมีการใช้วิธีการเชิงประจักษ์หลายวิธี แต่มีแนวโน้มที่จะไม่ถูกต้องนอกช่วงพารามิเตอร์ที่แคบเหตุผลหนึ่งสำหรับสิ่งนี้ นอกเหนือจากความซับซ้อนของการตอบสนองของโพลีเมอร์ก็คือ ข้อมูลมักจะไม่พร้อมใช้งานนอกช่วงพารามิเตอร์การทดลองที่แคบ เพื่อท้าทายและขยายความแข็งแกร่งของแบบจำลองเชิงประจักษ์หรือเชิงปรากฏการณ์วิทยาที่นี่ เรานำเสนอผลลัพธ์แรกของความพยายามร่วมกันจากหลายสาขาที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อทำความเข้าใจการตอบสนองเชิงกลของโพลีเมอร์ที่มีลักษณะเฉพาะที่ดีจากทั้งมุมมองการทดลองและในภายหลัง ควบคู่ไปกับการผลิตแบบจำลองทางทฤษฎีที่แข็งแกร่งที่สามารถนำไปใช้กับโค้ดคอมพิวเตอร์ได้ .

โพลีเมอร์ที่อธิบายในการศึกษานี้คือโพลี (เตตราฟลูออโรเอทิลีน) (PTFE)มันถูกเลือกด้วยเหตุผลหลายประการ รวมถึงการใช้เป็นวัสดุทางวิศวกรรมทั่วไปสำหรับชิ้นส่วนประสิทธิภาพสูงขนาดเล็ก และความพร้อมจากผู้ผลิตหลายรายแม้ว่าจะมีการศึกษาอย่างกว้างขวางในอดีต แต่ก็ได้รับความสนใจเพียงเล็กน้อยในวรรณกรรมเปิดในช่วง 25 ปีที่ผ่านมาเราได้เลือกที่จะกลับมาพิจารณาวัสดุนี้อีกครั้ง เนื่องจากความซับซ้อนของโครงสร้างและการขาดข้อมูลทางกลPTFE เป็นวัสดุที่โดดเด่นในหลาย ๆ ด้านมันแสดงคุณสมบัติที่มีประโยชน์ในช่วงอุณหภูมิที่กว้างที่สุดของโพลีเมอร์ใดๆPTFE คงระดับความเหนียวไว้ที่ 4 K และในบางสถานการณ์จะใช้ในงานที่อุณหภูมิ 540 8C มันไม่ละลายในตัวทำละลายทั่วไปทั้งหมด และทนทานต่อวัสดุที่เป็นกรดและกัดกร่อนเกือบทั้งหมดPTFE มีความต้านทานสูงที่สุดในบรรดาวัสดุใดๆ โดยมีความเป็นฉนวนที่สูงมากและมีการสูญเสียอิเล็กทริกต่ำค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของการเลื่อนระหว่าง PTFE และวัสดุทางวิศวกรรมหลายชนิดมีค่าต่ำมาก และเมื่อเผาด้วยสารประกอบลดการสึกหรอ จะเกิดวัสดุตลับลูกปืนประเภทที่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรมเมื่อประกอบกับค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานและความเสถียรทางเคมีที่ต่ำ ทำให้ PTFE แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่วัสดุอื่นจะยึดติดได้คุณสมบัตินี้มักใช้ในเทคโนโลยีการประมวลผลทางอุตสาหกรรมซึ่งความง่ายในการทำความสะอาดเป็นสิ่งสำคัญแง่มุมหนึ่งของ PTFE ที่ขัดขวางไม่ให้มีการใช้ในอุตสาหกรรมและวิศวกรรมอย่างกว้างขวางมากขึ้นก็คือ ความหนืดหลอมละลายสูง (1,011 P ที่ 380 8C)สิ่งนี้จะป้องกันไม่ให้การฉีดและการเป่าขึ้นรูปเกิดขึ้นได้ และมีเพียงกระบวนการผลิตซินเตอร์และการอัดรีดที่มีราคาแพงเท่านั้นสำหรับการผลิตชิ้นส่วน

บทความนี้มุ่งเน้นไปที่การแสดงลักษณะเฉพาะของวัสดุเส้นฐานและการตอบสนองแรงอัดของวัสดุ PTFE สายพันธุ์ที่อัตราความเครียดและอุณหภูมิที่แตกต่างกันเอกสารวิจัยในอนาคตจะกล่าวถึงการตอบสนองต่อแรงดึงและแรงเฉือน ผลกระทบโดยละเอียดของความเป็นผลึกของโพลีเมอร์ พฤติกรรมขีปนาวุธและการกระแทก และการพัฒนาแบบจำลองโครงสร้างทางทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง

มีการเผยแพร่งานวิจัยเกี่ยวกับคุณสมบัติแรงอัดของ PTFE ก่อนหน้านี้น้อยมากมีงานวิจัยบางอย่างเกี่ยวกับคุณสมบัติการคืบอยู่ แต่ในแง่ของการเปลี่ยนรูปทางวิศวกรรม ผู้เขียนสนใจการอ้างอิงเพียง 6 รายการเท่านั้นในปี 1963 เดวีส์ตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับการพัฒนาระบบแท่งแบบแยกส่วน-ฮอปกินสันส่วนหนึ่งของรายงานนี้ กราฟความเค้น/ความเครียดของอุณหภูมิห้องเดี่ยวสำหรับ PTFE ถูกนำเสนอที่ z1700 sK1ความเครียดสูงสุดที่กำหนดในระบบนี้คือเพียง 3%ข้อมูลอัตราความเครียดสูงเพิ่มเติมเกี่ยวกับโพลีเมอร์เทียบกับอุณหภูมิ ได้รับการเผยแพร่โดย Grey และ WalleyKoo เผยแพร่ข้อมูลความเครียด/ความเครียดสำหรับผลิตภัณฑ์ PTFE ของ Imperial Chemical Industries ชื่อ Halon G-80 ในปี 1965ผลกระทบของอุณหภูมิต่อการตอบสนองทางกลก็มีการพูดคุยสั้นๆ เช่นกัน