PTFEとグラファイトパッキンの引張強度は？主な違いと選択ガイド

PTFEとグラファイトのパッキン材はそれぞれ異なる引張強さを示し、一般的にPTFEの方が高い値を示します。PTFEパッキンの引張強度は2,000～4,970 PSI（ASTM D4894では22 MPa）であるのに対し、グラファイトパッキンの引張強度は通常650 PSI程度である。PTFEは耐薬品性と低摩擦性に優れた合成ポリマーであり、グラファイトは熱伝導性と自己潤滑性に優れた無機炭素系材料です。両者の選択は、温度範囲、化学薬品への暴露、電気的特性など、単に引張強さだけでなく、用途の要件によって異なります。

主要ポイントの説明

1. 引張強さの範囲

   • PTFEパッキン :
     • 最小報告：2,000 PSI
     • 報告された最大値4,970 PSI（またはASTM D4894による22 MPa）
     • Oリングのバリエーション3,625-4,496 psi
   • グラファイトパッキン :
     • 一貫した報告値：～650 PSI
   • PTFE値の不一致は、試験方法（ASTM規格など）や材料配合を反映している可能性がある。

2. 強度に影響する材料特性

   • PTFE :
     • 高分子量の合成フッ素樹脂。
     • 220～400％の破断伸度を示し、応力下での耐久性を向上。
   • グラファイト :
     • ファンデルワールス結合の弱い天然炭素層
     • 機械的強度よりも熱伝導性／電気伝導性を優先

3. 性能のトレードオフ

   • PTFEの利点 :
     • 優れた耐薬品性（酸やガスに強い）
     • 低摩擦（係数0.04～0.10）でシャフトの摩耗を低減
   • グラファイトの利点 :
     • 極端な温度にも耐える（不活性雰囲気では1,000℃まで）
     • ウェット／ドライ条件下での自己潤滑性

4. 引張強さ以外の選択基準

   • 考慮すべき 温度限界 :
     • PTFEは260℃以上で軟化
     • グラファイトは高温でも完全性を維持
   • 評価 化学的適合性 :
     • PTFEは溶融アルカリ金属に反応しない
     • 黒鉛は強い酸化剤と反応する
   • 評価 電気的ニーズ :
     • PTFEは絶縁性、グラファイトは電気を通す

5. 業界標準と試験

   • ASTM D4894によるPTFE試験で再現性を確保
   • グラファイトパッキンはAPI 622に準拠することが多い。
   • 伸びのデータ（PTFEは300～400%）は、取り付け時の柔軟性を示しています。

機械的な弾力性を必要とする動的なシーリング用途では、PTFEの高い引張強度と伸びが好ましい。高温や導電性の環境では、グラファイトの引張強 度は低いものの、熱安定性により相殺される場合があ る。添加物（例：PTFE中のガラス繊維）によって特性が大きく変化することがあるため、メーカーのデータシートを常に相互参照してください。

総括表

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