充填PTFEは、低摩擦性や耐薬品性といった純粋なPTFE固有の利点に、ガラス繊維、カーボン、ブロンズなどの充填材を加えることで強化された機械的特性を組み合わせたものです。これらのフィラーは、PTFEの耐熱性を維持しながら、耐摩耗性、圧縮強度、過酷な条件下での安定性を向上させます。主な機械的特性には、適度な引張強さ（20.7-34.5MPa）、高い伸び（200-400%）、改善された硬度（5.9-6.5HV）などがある。しかし、一定応力下でのクリープのような課題も残っており、これはシールにおける接着ゴム・コアのような設計上の適応によって軽減することができる。充填PTFEは、耐久性と低摩擦が重要な高負荷・高温用途に最適です。
キーポイントの説明
1. 耐摩耗性と硬度の向上
- 充填PTFEは、ガラス、グラファイト、青銅などの材料を組み込んで摩耗を減らし、表面硬度（5.9～6.5HV）を高めています。
- 純粋なPTFEの低摩擦係数（～0.05～0.10）を維持し、摺動用途に適しています。
- 例 カスタムPTFE部品 研磨環境での寿命を延ばすため、充填グレードを使用することが多い。
2. 荷重たわみ強度
- 引張強さ:20.7MPaから34.5MPaの範囲で、中程度の応力がかかる用途に適している。
- 圧縮強度:荷重下での変形に対する耐性が向上し、シールやベアリングに重要。
- 耐衝撃性:1.5e4-1.7e4J/m²で、動的用途で強靭性を発揮。
3. 温度および化学的安定性
- 260℃まで連続使用可能で、ほとんどのフッ素樹脂よりも優れています。
- 耐候性、耐紫外線性、腐食性化学物質（酸、溶剤）にも強い。
4. 課題クリープと柔軟性
-
長時間の応力下で永久変形しやすい（クリープ）。解決策は以下の通り：
- コールドフローを抑えるためのフィラーの使用。
- シールにゴムコアを接着して補強する。
- 剛性が低い(ヤング率: 0.058-0.0801 × 10⁶ psi)ため、高精度の用途には使えない。
5. 特殊な特性
- プラスチックメモリー:熱を加えると元の形状に戻る。
- 電気抵抗:絶縁部品に最適。
6. 用途
- 高負荷ベアリング、耐薬品性ライナー、低摩擦シール。
- 耐久性と非粘着性のバランスを必要とするカスタム部品。
充填PTFEの多用途性により、過酷な条件下での信頼性が要求される産業のトップチョイスとなっているが、設計者はそのクリープ挙動と適度な剛性を考慮する必要がある。
要約表
| 特性 | 値／説明 |
|---|---|
| 引張強さ | 20.7-34.5 MPa |
| 伸び | 200-400% |
| 硬度（HV） | 5.9-6.5 |
| 摩擦係数 | 0.05-0.10 |
| 圧縮強度 | 耐変形性向上 |
| 温度範囲 | 最高 +260°C |
| 耐クリープ性 | 中程度；充填材または接着ゴムコアで緩和 |
| 用途 | シール、ベアリング、ライナー、高負荷/化学環境用カスタム部品 |
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