PTFE є дуже корисним матеріалом, оскільки він має унікальну комбінацію властивостей.PTFE є хімічно інертним, стійким до атмосферних впливів, відмінною електроізоляцією, високотемпературною стійкістю, низьким коефіцієнтом тертя та неадгезивними властивостями.
Полімери зазвичай використовуються у виробництві та техніці, однак опубліковані дослідження, що описують їх механічні властивості, здається, недостатньо представлені з огляду на їх важливість.Велика частина представлених даних дуже часто не дає достатньої інформації про точне походження досліджуваного полімеру та історію його обробки.Можливо, це пов’язано з тим, що визначення базової характеристики матеріалу часто так само складно, як і виконання реальних механічних випробувань.Крім того, точне комп’ютерне моделювання механічної реакції полімеру все ще знаходиться в зародковому стані.Зазвичай використовується багато емпіричних методів, але вони мають тенденцію бути неточними за межами вузького діапазону параметрів.Одна з причин цього, окрім складності реакції полімеру, полягає в тому, що часто дані недоступні за межами вузького діапазону експериментальних параметрів, щоб поставити під сумнів і розширити стійкість емпіричних або феноменологічних конститутивних моделей.Тут ми представляємо перші результати узгоджених міждисциплінарних зусиль, спрямованих на розуміння механічної реакції добре охарактеризованого полімеру як з експериментальної точки зору, так і пізніше, у поєднанні з виробництвом надійної теоретичної моделі, яка може бути реалізована в комп’ютерних кодах. .
Полімер, описаний у цьому дослідженні, є полі(тетрафторетиленом) (PTFE).Його було обрано з кількох причин, у тому числі його використання як звичайного конструкторського матеріалу для невеликих високопродуктивних деталей і його доступність від кількох виробників.Незважаючи на те, що в минулому він широко вивчався, протягом останніх 25 років у відкритій літературі йому приділялося мало уваги.Ми вирішили переглянути цей матеріал через його структурну складність і відсутність механічних даних.ПТФЕ є чудовим матеріалом у багатьох відношеннях.Він проявляє корисні властивості в найширшому температурному діапазоні будь-якого полімеру;ПТФЕ зберігає деяку міру пластичності при 4 K і в деяких ситуаціях використовується в програмах при 540 8C. Він нерозчинний у всіх звичайних розчинниках і стійкий майже до всіх кислотних і їдких матеріалів.ПТФЕ має найвищий питомий опір з усіх матеріалів, дуже високу діелектричну міцність і низькі діелектричні втрати.Коефіцієнт тертя ковзання між PTFE та багатьма конструкційними матеріалами є надзвичайно низьким, і при спіканні з сумішами, що знижують знос, утворюється промислово важливий клас підшипникових матеріалів.У поєднанні з його низьким коефіцієнтом тертя та хімічною стабільністю, PTFE практично неможливий для інших матеріалів.Ця властивість часто використовується в техніці промислової обробки, де важлива легкість очищення.Одним з аспектів PTFE, який утримував його від більш широкого промислового та інженерного використання, є його висока в'язкість розплаву (1011 P при 380 8C).Це унеможливлює інжекційне та видувне формування, і для виробництва деталей доступні лише дорогі процеси спікання та екструзії.
Ця стаття зосереджена на характеристиці базового матеріалу та реакції на стиск традиційних матеріалів PTFE при різних швидкостях деформації та температурах.У майбутніх роботах розглядатимуться реакція на розтягування та зсув, детальні ефекти кристалічності полімеру, балістична та ударна поведінка та розробка застосовної теоретичної конститутивної моделі.
Було опубліковано дуже мало попередніх досліджень щодо компресійних властивостей PTFE.Деякі дослідження властивостей повзучості існують, але з точки зору інженерної деформації лише шість посилань привернули увагу авторів.У 1963 році Девіс опублікував статтю про розробку стержневої системи Спліт-Гопкінсона.Як частина цього звіту, єдина крива напруги/деформації при кімнатній температурі для PTFE була представлена при z1700 sK1.Максимальна напруга в цій системі становила лише 3%.Подальші дані високої швидкості деформації полімеру від температури були опубліковані Греєм і Воллі.Ку опублікував дані про напругу/деформацію для продукту Imperial Chemical Industries PTFE під назвою Halon G-80 у 1965 році.Також було коротко обговорено вплив температури на механічну реакцію.
Час публікації: 16 серпня 2016 р