PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）は、耐薬品性、低摩擦性、高温安定性で広く評価されており、シール、ガスケット、医療用インプラントなどの用途に最適です。しかし、機械的強度が低い、クリープに弱い、加工が難しいなどの欠点があるため、高応力用途や精密用途での使用が制限されることがある。これらの欠点を理解することは、特に耐久性と複雑な加工を必要とする産業において、代替材料を選択したり、PTFEの弱点を回避する設計を行う上で極めて重要である。
キーポイントの説明
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非溶融加工性
- PTFEは、従来の熱可塑性プラスチックのように溶融成形できないため、加工方法が制限される。
- 回避策としては圧縮成形や焼結があるが、以下のような複雑な形状には汎用性が低い。 カスタムPTFE部品 .
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機械的弱点
- 低い引張強さ/弾性率:PTFEはPEEKやPPSよりも柔らかいため、耐荷重用途には適さない。
- クリープ感度:持続的な応力下で変形する（例：一定圧力下のバルブやシール）。
- 摩耗/磨耗:添加剤（ガラス繊維など）は耐久性を向上させるが、耐薬品性を低下させる可能性がある。
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製造上の課題
- 溶接や接着ができない:PTFE部品の接合には機械的な固定が必要で、組み立てが複雑になる。
- 機械加工の限界:冷やせば簡単に加工できるが、熱膨張のため厳しい公差が要求される。
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熱と放射の制限
- 高い熱膨張率:温度変化の激しい環境（ボールバルブなど）では慎重な設計が必要。
- 熱伝導率の悪さ:電気または高摩擦用途での放熱を妨げる。
- 低放射抵抗:高放射線環境（航空宇宙や原子力産業など）では劣化する。
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コストと性能のトレードオフ
- 予算重視のプロジェクトでは、高い材料費と加工費（焼結など）が利点を上回る可能性がある。
- PEEKやPCTFEなどの代替材料は強度に優れるが、PTFEの化学的不活性には欠ける。
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アプリケーション特有の欠点
- 医療用インプラント:生体適合性とはいえ、摩耗やクリープは人工関節の寿命を制限する可能性がある。
- 流体の取り扱い:PTFEバルブは、研磨性のある流体や低温流による持続的な絞りでは性能を発揮しません。
配慮:
購入者にとっては、PTFEの長所と短所のバランスをとることが重要である。ハイブリッド設計（例えば、PTFEでライニングされた金属部品）は、弱点を軽減できるだろうか？最適な材料選択を確実にするために、運転応力とライフサイクルコストを常に評価すること。
総括表
| 制限 | 影響 | 回避策 |
|---|---|---|
| 非溶融加工性 | 製造方法の制限（射出成形は不可） | 圧縮成形、焼結、またはハイブリッド設計（PTFEライニング金属など） |
| 低い引張強度 | 耐荷重用途には不向き | 強化PTFE（ガラス繊維入りなど）またはPEEKのような代替品を使用する。 |
| クリープ感度 | 持続的な圧力で変形（シール、バルブなど） | 機械的なサポートで設計するか、応力暴露を制限する |
| 高い熱膨張 | 温度変化の激しい環境では寸法が不安定になるリスクがある。 | 金属と組み合わせる、または精密機械加工を使用する |
| 耐放射線性に劣る | 航空宇宙／原子力環境では劣化する | 耐放射線性材料（PCTFEなど）を選ぶ |
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