PTFE


“Também conhecido como: Politetrafluoretileno.”

Formatos Disponíveis: Chapas, Tarugos, Tubos, Buchas, Películas, Fitas, Monofilamentos, Gaxetas, Revestimentos, etc

Características
 O PTFE é amplamente utilizado em todos os segmentos da indústria devido às suas inigualáveis propriedades de:

  • Inércia química
  • Excelente resistência térmica, com temperatura de serviço de 260 ºC;
  • Baixo coeficiente de atrito;
  • Excelentes propriedades elétricas.

Mas, a crescente exigência de performance mecânica pela indústria, criou a necessidade de combinar as propriedades do PTFE às de cargas minerais e metálicas, visando elevar as propriedades mecânicas deste notável polímero; surgindo assim os materiais carregados em PTFE. Em geral, o uso de material carregado melhora a resistência do desgaste, reduz a taxa de fluência e deformação inicial, aumentando a dureza e a condutividade térmica, e diminui o coeficiente de expansão térmica.
Apesar de inúmeras cargas poderem ser incorporadas ao PTFE , a quase totalidade das exigências das aplicações são alcançadas em sete tipos de carga:

  • Fibra de vidro.
  • Carbono
  • Grafite
  • Bronze
  • MoS2
  • Cerâmica
  • CaF2

As propriedades dos compostos estão extremamente relacionadas com a quantidade de carga incorporada.
Na Tabela 1, você encontrará esses valores para os mais comuns compostos carregados.
Em geral, a escolha de uma determinada carga é guiada por:

Fibra de Vidro

Pequenas fibras de sílica (SiO2) com 13 micra de diâmetro, que melhoram a resistência à fluência (“creep resistance”) tanto em altas quanto em baixas temperaturas, aliadas a uma boa resistência ao desgaste e a resistência química notável, excetuando-se bases fortes e HF, boa estabilidade dimensional. As propriedades elétricas do PTFE são pouco afetadas.

Carbono

O carbono amorfo (croque de petróleo ou croque parcialmente grafitado) é uma das cargas mais inertes, excetuando-se ambientes oxidantes onde a fibra de vidro possui melhor performace. Aumenta a resistência ao desgaste na presença de água.
Quando em combinação com grafite, constitui a melhor opção para anéis de pistão não-lubrificados.

Fibra de Carbono

A fibra de carbono em geral traz os mesmos benefícios que a fibra de vidro, ou seja, possui menos deformação à carga, maiores módulos de flexão e compressão, e uma maior dureza. Em geral uma quantidade menor de fibra de carbono irá produzir o mesmo efeito produzido por uma quantidade maior de fibra de vidro.
Pode ser usado com bases fortes e HF, onde a fibra de vidro não é recomendada.
Quando utilizados na mesma proporção, compostos de fibras de carbono terão melhor e menor expansão térmica que compostos de fibras de vidro, além de serem mais leves.
É amplamente utilizada como assento deslizante ou anel de vedação, como, por exemplo, em bombas de água e amortecedores, respectivamente.

Grafite

É uma modificação cristalina do carbono com alta pureza, sintético e de formato irregular.
Os carregados de grafite possuem um dos menores coeficientes de fricção, aliados a uma excelente resistência ao desgaste, principalmente contra metais nobres.
Alia altas cargas à altas velocidades de contato, sendo ainda inerte quimicamente.
Geralmente está combinando com outras cargas.

Bronze

Liga de Cu/Su:9/1 que, quando incorporada ao PTFE, forma um composto com condutividade térmica e resistência à fluências superiores à maioria dos outros compostos.
Muito utilizado em sistemas hidráulicos bem como em pistas deslizantes de máquinas operatrizes.
Não é indicado em aplicações elétricas.
Alguma descoloração nas peças em bronze ocorre nos processos de sinterização sem nenhum impacto na qualidade da peça.

MoS2

Aumenta a dureza e rigidez do PTFE, aliado a uma redução da fricção, muito bom para aplicações elétricas, visto que pouco afeta as propriedades elétricas do PTFE.
Boa inércia química, dissolvendo-se apenas em ácidos fortes e oxidantes.
Esta carga é excelente para aplicações do tipo intermitente e suporta altas pressões, sendo o mais indicado para desgaste a seco.
Geralmente é incorporado com outras cargas e sua concentração não ultrapassa 5%.

Cerâmica ou alumina (Al2O3)

Geralmente utilizado para aplicações elétricas, pois é um excelente isolador elétrico.
É um material bem duro, e a usinagem da peça acabada deve ser evitada.
Peças de formato complicado devem ser feitas por moldagem isostática.

Fluoreto de Cálcio (CaF2)

É uma carga usada como alternativa a meios corrosivos que atacam a fibra de vidro como HF e bases fortes. Fluoreto de cálcio de alta pureza é também utilizado para aplicações elétricas.

Pigmentos

É possível pigmentar o PTFE com pigmentos inorgânicos que suportam temperaturas de 400 ºC. Os pigmentos não trazem mudanças significativas nas propriedades do PTFE.

Tabela 1
Carga Vantagens Desvantagens
Fibra de vidro Resiste à oxidação, bom para meios ácidos, boas propriedades elétricas e estabilidade dimensional. Resina de uso geral Atacada por bases fortes.
Carbono Inerte, boa resistência ao desgaste a seco e com água. Boa condutividade térmica. Ruim para meios oxidantes, baixa propriedades de tensão e alongamento.
Grafite Baixa fricção, inerte, melhora a resistência ao desgaste e fluência, melhor para contato com metais moles, geralmente incorporado com outras cargas. Alto desgaste com metais duros.
Bronze Resistência à compressão e dureza melhoradas, menor fluência, baixo desgaste e fricção, alta condutividade térmica e fácil de usinar. Baixa resistência química e condutor elétrico.
MoS2 Superfície dura, lubricidade, melhora desgaste a fricção, suporta altas pressões, excelente em aplicações a vácuo, intermitentes e desgaste a seco. Difícil de processar.
Cerâmica Excelentes propriedades mecânicas e elétricas. Difícil de ser usinado.
CaF2 Alternativa à fibra de vidro em ambientes alcalinos e HF. Bom para aplicações elétricas. Checar se absorve umidade.
Propriedades Mecânicas Unidades Valor Método de ensaio
Densidade g/cm3 2,15  a 2,18 DIN 53479
Resistência à ruptura Kp / cm3 200 a 400 DIN 53479
Módulo de tração E Kp / cm2 7500 DIN 53457
Módulo de cisalhamento Kp / cm2 2700 DIN 53457
Limite de fluidez de 1% Kp / cm2 100
Limite de fluidez de 10% Kp / cm2 185
Tensão limite de flexão Kp / cm2 180 a 200 DIN 53452
Módulo de resistência à torção Kp / cm2 1600 DIN 53447
Resistência à flexão Kp / cm2 Sem ruptura ASTM D 790 (1000 psi)
Resistência ao impacto Kp / cm2 Sem ruptura DIN 53453
Resistência ao impacto com entalhe Kp  cm/ cm2 16 DIN 53453
Resistência ao impacto com entalhe (120 d) ft.-lb. per inch of notch 57ºC    2,0
23ºC     3,0
77ºC     6,0
ASTN D 256
Resistência a tração brusca Kp  cm/ cm2 20ºC     650
23ºC     680
DIN 53448
Módulo de plasto-deformação por flexão Ebc Kp /cm2 (1 min.)  20ºC     7000
23ºC     6700
60ºC     3400
100ºC     2900
Índice de flexão câmbio de carga 106 DIN 53374
Dureza Shore D 55 a 59 DIN 53505
Dureza Rockwell (J) C 85 a 87
80 a 95
Coeficiente de atrito
(Seco, estático ou dinamico)
0,09
PTFE / PTFE – Lubrificado com óleo 0,04 – 0,07
PTFE / AÇO – Lubrificado com óleo 0,02 – 0,06
Abrasão mm3 470 DIN 53516
Desgaste em peso Gs mg/100 rev. 85 projeto norma FNK/FNM 1965 (tabela de abrasão)
Desgaste volumétrico Vs mm3/100 rev. 40 projeto norma FNK/FNM 1965 (tabela de abrasão)
Propriedades Térmicas Unidades Valor Método de ensaio
Zona de Fusão ºC 320 a 340 DTA
Variação volumétrica no intervalo de plastificação (zona de 10 graus) % 5 a 8
Variação volumétrica entre temperatura ambiente e ponto de fusão % 27 a 28
Coeficiente de fusão longitudial
entre 20 e 100ºC
entre 20 e 200ºC
entre 20 e 300ºC
grado-1
grado-1
grado-1
16      10-5
19,5   10-5
25      10-5
Dilatômetro de Leitz
Calor específico: Kcal/Kg grado
0ºC 0,23
50ºC 0,25
Condutividade térmica Kcal/m h grado 0,2 a 0,4 DIN 52612
Método das placas
Resistência à incandescência
Calor de combustão
Kcal/Kg grado 5
1100
DIN 53459
Propriedades Elétricas Unidades Valor Método de ensaio
Constante Dielétrica relativa a 50 Hz 2,1 DIN 53483
10Hz  2,1
104 Hz 2,1
105 Hz 2,1
106 Hz 2,1
107 Hz 2,1
Rigidez elétrica (eletrodo de bola) KV/mm 50 a 80 VDE 0303
Resistência transversal específica cm 1018 DIN 53482
Resistência superficial 1017 DIN 53482
Propriedades Químicas

O PTFE é quase totalmente inerte. Somente é atacado por metais alcalinos líquidos, como também por algumas ligações de fluor sob pressão e temperaturas elevadas. Suporta temperaturas de -200ºC até +260ºC

Os dados acima foram retirados de catálogos de processadores e/ou fabricantes da matéria-prima, representando resultados obtidos em experiências, todavia não assumimos compromissos pelos mesmos.