Polimery III: PTFE 0
Polimery III: PTFE

Polimery są materiałami, które stanowią nieodłączny element składowy wielu sfer współczesnego świata - nie tylko tych stricte technologicznych. Jest to teza wyjątkowo ogólna, niemożliwa do obalenia - każda próba tego uczynienia kończyła się, kończy się i kończyć się będzie sromotnym fiaskiem. Druk 3D to technologiczna dziedzina, w której ich obecność charakteryzuje się dużym poziomem istotności. Polimery są nie tylko surowcami, z których tworzy się trójwymiarowe wydruki. Wykonuje się z nich niezliczoną ilość różnorodnych komponentów urządzeń stanowiących maszyny, dzięki którym drukowanie przestrzennych struktur jest możliwe. Do grona polimerowych substancji, które charakteryzują się mnogością zastosowań w branży technologicznej, jaką stanowi druk 3D, zalicza się PTFE, czyli chemiczny związek szerzej znany jako teflon.

PTFE. Czym jest?

PTFE jest związkiem chemicznym, który reprezentuje niezwykle zróżnicowane grono substancji zwanych polimerami. Poli(tetrafluoroetylen), bo tak brzmi jedna z jego nazw, współtworzą pierwiastki, jakimi są węgiel oraz fluor. Związkiem chemicznym, z którego otrzymuje się PTFE, jest tetrafluoroetylen. Poli(tetrafluoroetylen) powstaje m.in. wskutek zajścia reakcji polimeryzacji wspomnianej substancji. W temperaturze pokojowej materiał ten występuje pod postacią ciała stałego o białej barwie. W strukturze PTFE obecne są wiązania węgiel-fluor, czyli C-F, toteż zalicza się go również do grona związków chemicznych, które nazywa się polimerami fluorowymi. Innym przykładem substancji, która wchodzi w skład tejże grupy, jest poli(fluorek winylidenu), czyli PVDF. Stanowi on związek chemiczny, z którego wytwarza się m.in. membrany wykorzystywane w procesie mikro- oraz ultrafiltracji.

PTFE a temperatura

PTFE charakteryzuje się mnogością cech, dzięki którym jego zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu naznaczone jest wielką różnorodnością. Cechuje się on znakomitą odpornością na negatywne działanie wysokich temperatur. PTFE wykazuje się jednocześnie wysoką stabilnością termiczną w temperaturach przyjmujących wartości z zakresu od -200°C do 260°C. Ów przedział temperaturowy jest zatem niezwykle szeroki, co stanowi niezaprzeczalny atut PTFE jako surowca, z którego wykonywać można komponenty mające funkcjonować w zróżnicowanych, termicznych warunkach. To jednak niejedyna możliwość interpretacji przytoczonego wcześniej, temperaturowego zakresu. Maksymalna temperatura pracy ciągłej wyrobów, które utworzono z teflonu, przyjmuje wartość równą 260°C.

Łączniki z teflonem

Metalowe łączniki z teflonowymi wstawkami

Teflon i jego odporność chemiczna

PTFE charakteryzuje się niewiarygodnie wręcz wysokim poziomem odporności na destrukcyjny wpływ różnego rodzaju substancji chemicznych, w tym rozpuszczalników, kwasów, alkoholi oraz detergentów. Teflon nie cechuje się jednak niepodatnością na działanie m.in. metali alkalicznych, czyli np. sodu i potasu. Materiał ten jest ponadto tworzywem hydrofobowym. Co omawiana hydrofobowość teflonu oznacza? PTFE nie wchodzi w reakcję z wodą. Dotyczy to również pary wodnej, która została rozgrzana.

PTFE i jego odporność mechaniczna

Teflon cechuje się znakomitą wytrzymałością na wpływ różnorodnych czynników mechanicznych. PTFE wykazuje się znacznym poziomem odporności na działanie dynamicznych obciążeń, których przykładem są uderzenia. Omawiana cecha materiałowa zwie się udarnością. Co ciekawe (i istotne jednocześnie) PTFE to tworzywo wysokoudarne również w niskich temperaturach. Współczynniki tarcia statycznego oraz kinetycznego teflonu przyjmują niewielkie wartości. Oznacza to, iż z PTFE tworzyć można bardzo trwałe, wysokojakościowe komponenty ślizgowe. Teflon wchodzi również w skład grona materiałów, które charakteryzują się dużą elastycznością.

Rurka PTFE zainstalowana w głowicy drukarki 3D

 PTFE cechuje się dużą odpornością termiczną. Nic więc dziwnego w tym, że tworzy się z niego rurki montowane w głowicy drukarki 3D.

PTFE a druk 3D I

Szeroko rozumiane parametry wytrzymałościowe, jakimi charakteryzuje się PTFE, sprawiają, iż materiał ten powszechnie wykorzystuje się jako surowiec budulcowy rozmaitych komponentów drukarek 3D. Szerokie spektrum zastosowań teflonu można niezwykle łatwo dostrzec, dokładniej przyglądając się wybranym elementom składowym urządzeń drukujących, które umożliwiają tworzenie trójwymiarowych wydruków, wykorzystując do tego celu zasady, jakimi rządzi się technologia Fused Deposition Modelling, czyli FDM. W owej technice drukowania obiektów przestrzennych najważniejszą rolę odgrywa temperatura. Od wybranych komponentów składowych urządzeń, które pozwalają na wytwarzanie trójwymiarowych wydruku w oparciu o prawidła, jakimi rządzi się technologia FDM, wymaga się, aby cechowały się one dużą odpornością termiczną. Z czego zatem takie elementy drukarki 3D się produkuje? Odpowiedzią na zadane pytanie jest główny bohater niniejszego artykułu, czyli PTFE. Pełnienie przez materiał ten roli surowca budulcowego określonych elementów drukarki 3D cechuje się wysokim poziomem zasadności z powodu oczywistego. Jest nim duża niepodatność PTFE na wpływ temperatur przyjmujących duże wartości. Wykonuje się z niego zatem rurki, które instaluje się w głowicach urządzeń drukujących. Od elementów tych wymaga się również relatywnie dużej elastyczności. PTFE się nią cechuje. Potwierdza to dodatkowo zasadność zastosowania tego materiału do produkcji rurek wykorzystywanych w głowicach drukarek 3D. PTFE często bywa także stosowany jako budulcowy surowiec wybranych elementów barier termicznych oraz łączników. Po raz kolejny wynika to z jego znakomitej odporności temperaturowej. Znakomite parametry ślizgowe PTFE sprawiają, iż czasami wchodzi on w skład smarów.

Smar z dodatkiem PTFE

Współczynniki tarcia (kinetycznego oraz statycznego) PTFE są niewielkie, toteż stosuje się go jako składnik niektórych smarów.

PTFE a druk 3D II

PTFE stanowić może składnik niektórych filamentów. Zalicza się do nich m.in. materiał PC + PTFE. Za jego produkcję odpowiada firma ROSA 3D Filaments. Bazowymi składnikami filamentu PC + PTFE są poliwęglan oraz poli(tetrafluoroetylen), czyli PTFE. Materiał ten uzyskał zatem właściwości charakterystyczne zarówno dla surowca pierwszego, jak również tego drugiego. Filament PC + PTFE jest tworzywem niepodatnym na wpływ wysokich temperatur. Cechuje się również znakomitą odpornością na destrukcyjne działanie różnorodnych substancji chemicznych. Współczynniki tarcia kinetycznego oraz statycznego, którymi charakteryzuje się filament PC + PTFE, przyjmują niewielkie wartości, dzięki czemu z tego tworzywa drukować można komponenty ślizgowe. Wymienione dotychczas cechy omawianego produktu firmy ROSA 3D Filaments wynikają w dużej mierze z wzbogacenia jego składu o PTFE.

 Filament PC + PTFE

 Szpula filamentu PC + PTFE firmy ROSA 3D Filaments

PTFE. Podsumowanie

Zaskoczenia nie wywołuje fakt, iż PTFE to materiał niezwykle powszechnie wykorzystywany. Zbiór właściwości, jakimi polimer ten się cechuje, jest imponujący. Nic więc dziwnego w tym, jak wiele znajduje on zastosowań w różnorodnych branżach. Nie dziwi także fakt, iż jedną z nich stanowi druk 3D.

Komentarze do wpisu (0)

Informacja w stopce
Menu Szukaj Menu więcej
do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Sklep internetowy Shoper.pl