Το PTFE είναι ένα πολύ χρήσιμο υλικό γιατί έχει έναν μοναδικό συνδυασμό ιδιοτήτων.Το PTFE είναι χημικά αδρανές, ανθεκτικό στις καιρικές συνθήκες, εξαιρετική ηλεκτρική μόνωση, αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, χαμηλό συντελεστή τριβής και μη κολλητικές ιδιότητες.
Τα πολυμερή χρησιμοποιούνται συνήθως στην κατασκευή και τη μηχανική, ωστόσο, δημοσιευμένη έρευνα που περιγράφει τις μηχανικές τους ιδιότητες φαινομενικά υποεκπροσωπείται λόγω της σημασίας τους.Πολλά από τα δεδομένα που παρουσιάζονται, πολύ συχνά παρέχουν ανεπαρκείς πληροφορίες σχετικά με την ακριβή γενεαλογία του πολυμερούς που δοκιμάστηκε και το ιστορικό επεξεργασίας του.Αυτό είναι πιθανόν επειδή ο καθορισμός του βασικού χαρακτηρισμού του υλικού είναι συχνά τόσο δύσκολος όσο η πραγματοποίηση των πραγματικών μηχανικών δοκιμών.Επιπλέον, η ακριβής υπολογιστική μοντελοποίηση της μηχανικής απόκρισης πολυμερών βρίσκεται ακόμη σε αρχικό στάδιο.Πολλές εμπειρικές μέθοδοι χρησιμοποιούνται συνήθως, αλλά τείνουν να είναι ανακριβείς εκτός ενός στενού εύρους παραμέτρων.Ένας λόγος γι' αυτό, εκτός από την πολυπλοκότητα της απόκρισης του πολυμερούς, είναι ότι συχνά τα δεδομένα δεν είναι διαθέσιμα εκτός ενός στενού εύρους πειραματικών παραμέτρων για να αμφισβητήσουν και να επεκτείνουν την ευρωστία των εμπειρικών ή φαινομενολογικών δομικών μοντέλων.Εδώ, παρουσιάζουμε τα πρώτα αποτελέσματα μιας συντονισμένης πολυεπιστημονικής προσπάθειας με στόχο την κατανόηση της μηχανικής απόκρισης ενός καλά χαρακτηρισμένου πολυμερούς τόσο από πειραματική άποψη όσο και αργότερα, σε συνδυασμό με την παραγωγή ενός ισχυρού θεωρητικού μοντέλου ικανού να εφαρμοστεί σε κώδικες υπολογιστών .
Το πολυμερές που περιγράφεται σε αυτή τη μελέτη είναι το πολυ(τετραφθοροαιθυλένιο) (PTFE).Επιλέχθηκε για διάφορους λόγους, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης του ως κοινού μηχανολογικού υλικού για μικρά εξαρτήματα υψηλής απόδοσης και της διαθεσιμότητάς του από διάφορους κατασκευαστές.Αν και μελετήθηκε εκτενώς στο παρελθόν, έχει λάβει ελάχιστη προσοχή στην ανοιχτή βιβλιογραφία τα τελευταία 25 χρόνια.Επιλέξαμε να επανεξετάσουμε αυτό το υλικό λόγω της δομικής του πολυπλοκότητας και της έλλειψης μηχανικών δεδομένων.Το PTFE είναι ένα αξιόλογο υλικό από πολλές απόψεις.Επιδεικνύει χρήσιμες ιδιότητες στο ευρύτερο εύρος θερμοκρασιών από οποιοδήποτε πολυμερές.Το PTFE διατηρεί κάποιο μέτρο ολκιμότητας στους 4 K και σε ορισμένες περιπτώσεις χρησιμοποιείται σε εφαρμογές στους 540 8 C. Είναι αδιάλυτο σε όλους τους κοινούς διαλύτες και είναι ανθεκτικό σε όλα σχεδόν τα όξινα και καυστικά υλικά.Το PTFE έχει μεταξύ της υψηλότερης ειδικής αντίστασης από οποιοδήποτε υλικό, πολύ υψηλή διηλεκτρική αντοχή και χαμηλή διηλεκτρική απώλεια.Ο συντελεστής τριβής ολίσθησης μεταξύ PTFE και πολλών υλικών μηχανικής είναι εξαιρετικά χαμηλός και όταν συντήκονται με ενώσεις που μειώνουν τη φθορά, σχηματίζεται μια βιομηχανικά σημαντική κατηγορία υλικών ρουλεμάν.Σε συνδυασμό με τον χαμηλό συντελεστή τριβής και τη χημική του σταθερότητα, το PTFE είναι σχεδόν αδύνατο να κολλήσουν άλλα υλικά.Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται συχνά στην τεχνολογία βιομηχανικής επεξεργασίας όπου η ευκολία καθαρισμού είναι σημαντική.Μια πτυχή του PTFE που το έχει κρατήσει πίσω από την πιο εκτεταμένη βιομηχανική και μηχανολογική χρήση είναι το υψηλό ιξώδες τήγματος (1011 P στους 380 8 C).Αυτό αποτρέπει τη δυνατότητα χύτευσης με έγχυση και εμφύσηση και μόνο δαπανηρές διαδικασίες κατασκευής πυροσυσσωμάτωσης και εξώθησης είναι διαθέσιμες για μερική παραγωγή.
Αυτό το έγγραφο εστιάζει στον χαρακτηρισμό του υλικού βασικής γραμμής και στη συμπιεστική απόκριση των γενεαλογικών υλικών PTFE σε διαφορετικούς ρυθμούς παραμόρφωσης και θερμοκρασίες.Οι μελλοντικές εργασίες θα ασχοληθούν με την απόκριση εφελκυσμού και διάτμησης, τις λεπτομερείς επιδράσεις της κρυσταλλικότητας του πολυμερούς, τη βαλλιστική συμπεριφορά και τη συμπεριφορά κραδασμών και την ανάπτυξη ενός εφαρμόσιμου θεωρητικού συστατικού μοντέλου.
Πολύ λίγες προηγούμενες έρευνες σχετικά με τις συμπιεστικές ιδιότητες του PTFE έχουν δημοσιευτεί.Υπάρχει κάποια έρευνα σχετικά με τις ιδιότητες ερπυσμού, αλλά από την άποψη της μηχανικής παραμόρφωσης, μόνο έξι αναφορές έχουν περιέλθει στην προσοχή των συγγραφέων.Το 1963, ο Davies δημοσίευσε μια εργασία σχετικά με την ανάπτυξη ενός συστήματος μπαρ Split-Hopkinson.Ως μέρος αυτής της αναφοράς, παρουσιάστηκε μια μοναδική καμπύλη τάσης/παραμόρφωσης θερμοκρασίας δωματίου για PTFE σε z1700 sK1.Η μέγιστη καταπόνηση που επιβλήθηκε σε αυτό το σύστημα ήταν μόνο 3%.Περαιτέρω δεδομένα ρυθμού υψηλής παραμόρφωσης σχετικά με το πολυμερές έναντι της θερμοκρασίας δημοσιεύθηκαν από τους Gray and Walley.Ο Koo δημοσίευσε δεδομένα καταπόνησης/παραμόρφωσης για ένα προϊόν PTFE της Imperial Chemical Industries που ονομάζεται Halon G-80 το 1965.Οι επιδράσεις της θερμοκρασίας στη μηχανική απόκριση συζητήθηκαν επίσης εν συντομία.
Ώρα δημοσίευσης: Αύγ-16-2016