PTFE中のフィラーは、その機械的・機能的特性を大幅に向上させ、産業用途への汎用性を高めています。純粋なPTFEは耐薬品性や非粘着性に優れていますが、フィラーは低強度や高クリープといったその限界に対処しています。主な利点としては、耐摩耗性の向上、圧縮強度の向上、熱伝導率の向上、気孔率の低減などが挙げられる。ただし、PTFE固有の耐薬品性をわずかに低下させるものもあるため、フィラーの選択は非常に重要である。ガラス、カーボン、ポリアミドなどの一般的なフィラーは、耐摩耗性や低摩擦性など、特定の性能ニーズに基づいて選択されます。
キーポイントの説明
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強化された機械的特性
- 強度と耐久性:ガラスやステンレス鋼のような充填材は、PTFEの圧縮強度と構造的完全性を高め、油圧ピストンリングのような高荷重用途に適しています。
- 耐クリープ性:ガラス繊維強化PTFEの不活性ガス焼結により、気孔率とクリープを低減し、長時間の応力下でも寸法安定性を確保します。
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耐摩耗性の向上
- 二硫化モリブデンやカーボンなどの充填剤は摩耗を大幅に低減し、動的用途（シールやベアリングなど）におけるPTFE部品の寿命を延ばします。
- ポリアミド充填材は摩擦係数が低く、ドライ環境や無潤滑環境に最適です。
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熱的・電気的性能
- 耐熱温度:満たされたPTFEは低下なしで新しいPTFEより高い連続的な実用温度に耐える。
- 導電性:カーボンまたはグラファイトフィラーは導電性を導入し、帯電防止またはEMIシールド用途での使用を可能にします。
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特殊な機能的利点
- 熱伝導性:ある種のフィラーは、高温環境において重要な放熱性を向上させる。
- 化学的適合性:フィラーはいくつかの特性を向上させるが、PTFEの広範な耐薬品性を若干低下させる可能性があるため、材料選択はトレードオフのバランスを取る必要がある。
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業界特有の利点
- 油圧/航空宇宙:ガラス繊維強化PTFEの高い耐摩耗性は、ピストンリングやガスケットに適しています。
- エレクトロニクス:導電性フィラーは回路部品への使用を可能にします。
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フィラーの選択に関する考察
- ガラス:一般的な強度と耐摩耗性。
- ポリアミド:低摩擦、ドライランニング用途に最適。
- カーボン/グラファイト:導電性と熱安定性に優れる。
フィラーの種類と濃度を調整することで、PTFEは多様な産業ニーズに最適化することができるが、ユーザーは耐薬品性のわずかな低下などのトレードオフを考慮する必要がある。
要約表
| ベネフィット | 主要フィラー | 用途 |
|---|---|---|
| 強度の向上 | ガラス、ステンレス | 油圧ピストンリング、構造部品 |
| 耐摩耗性 | MoS₂, カーボン | シール、ベアリング、ダイナミックコンポーネント |
| 熱伝導性 | グラファイト、カーボン | 高温環境 |
| 導電性 | カーボン、グラファイト | EMIシールド、帯電防止部品 |
| 低摩擦 | ポリアミド | ドライランニング機械、無潤滑システム |
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